-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Ölpumpe für Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren.
-
Technischer Hintergrund
-
In jüngster Zeit ist bei einer verstellbaren Ölpumpe häufig ein zweistufiger Ableitdruck zum Speisen unterschiedlicher Vorrichtungen und Teile, deren Anforderungen an der Ableitdruck sich voneinander unterscheiden, so beispielsweise beweglicher Motorteile und einer variablen Ventil-Betätigungsvorrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie Motorventil-Betriebseigenschaften steuert, von einer Ölpumpe abgegebenem Öl erforderlich. Bei einem derartigen Betrieb mit zweistufigem Ableitdruck kann der Pumpen-Ableitdruck in einem ersten Pumpen-Geschwindigkeitsbereich auf einem ersten Ableitdruck gehalten werden und des Weiteren in einem zweiten Pumpen-Geschwindigkeitsbereich auf einem zweiten Ableitdruck gehalten werden. Eine derartige verstellbare Ölpumpe ist in der
japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2008-524500 (im Folgenden als ”
JP2008-524500 ” bezeichnet) offenbart worden, die der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO 2006/066405 (A1) entspricht.
-
Um diesen Betrieb mit zweistufigem Ableitdruck zu ermöglichen, weist die in
JP2008-524500 offenbarte verstellbare Ölpumpe einen Nockenring auf, der gegen die Federkraft einer Rückstellfeder bewegt bzw. geschwenkt werden kann. Die verstellbare Ölpumpe ist so eingerichtet, dass sie den Betrieb mit zweistufigem Ableitdruck ermöglicht, indem sie den Ableitdruck (das unter Druck stehende Arbeitsfluid) einer ausgewählten von zwei Druckaufnahmekammern zuführt, die an der Außenumfangsfläche des Nockenrings ausgebildet sind, und indem sie eine Exzentrizität eines geometrischen Mittelpunktes der Zylinderbohrung des Nockenrings in Bezug auf die Drehachse eines Rotors (d. h. eines Flügelrotors) ändert.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Um jedoch eine relative Druckdifferenz zwischen zwei unterschiedlichen Förderdrücken (niedriger und hoher Hydraulikdruckpegel) bei Betrieb mit zweistufigem Ableitdruck in Abhängigkeit von der Art der Vorrichtung zu regulieren bzw. zu ändern, bei der die verstellbare Ölpumpe eingesetzt werden kann, ist bei der verstellbaren Ölpumpe nach dem Stand der Technik eine Änderung von Druckaufnahmeflächen bzw. -bereichen des Nockenrings erforderlich, auf jeweils die Hydraulikdruck von Arbeitsöl, das in eine der zwei Druckaufnahmekammern eingeleitet wird, und Hydraulikdruck von Arbeitsöl wirkt, das in die andere der zwei Druckaufnahmekammern eingeleitet wird. D. h. in Abhängigkeit von der Art der eingesetzten Vorrichtung müssen die Größen der ersten und der zweiten Steuer-Ölkammer geändert werden. Dies bedeutet, dass der Grundaufbau des Pumpenkörpers umgestaltet werden muss und damit der Pumpenkörper selbst neu gefertigt werden muss.
-
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine verstellbare Ölpumpe zu schaffen, mit der eine relative Druckdifferenz zwischen zwei unterschiedlichen Förderdrücken (erster und zweiter Ableitdruckpegel) bei einem Betrieb mit zweistufigem Ableitdruck genau reguliert bzw. geändert werden kann, ohne einen Grundaufbau des Pumpenkörpers zu verändern.
-
Um die genannte Aufgabe und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, umfasst eine verstellbare Ölpumpe eine Pumpen-Konstruktionseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, um ein Volumen jeder einer Vielzahl von Arbeitskammern zu ändern und Öl, das in einen Einlassabschnitt angesaugt wird, über einen Ableitabschnitt abzuleiten, einen Volumenänderungsmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er eine Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern, die sich in den Ableitabschnitt hinein öffnen, durch eine Verschiebung eines in der Pumpen-Konstruktionseinheit enthaltenen beweglichen Elementes ändert, ein erstes Spannelement, mit dem das bewegliche Element in eine Richtung gedrückt wird, in der die Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern zunimmt, eine Steuerkammer, die zum Verschieben des beweglichen Elementes in einer Richtung, in der die Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern abnimmt, durch Einleiten des über den Ableitabschnitt abgeleiteten Öls in die Steuerkammer eingerichtet ist, ein Richtungs-Steuerventil, das zum selektiven Umstellen zwischen einer Ableitung von Öl über die Steuerkammer und einer Öl-Einleitung über den Ableitabschnitt in die Steuerkammer durch Bewegen eines Ventilelementes in einer Richtung mittels einer Spannkraft eines zweiten Spannenelementes oder durch Bewegen des Ventilelementes in der anderen Richtung gegen die Spannkraft des zweiten Spannelementes mittels eines Ableitdrucks eingerichtet ist, der über den Ableitabschnitt abgeleitet wird und an einem Anschluss des Richtungs-Steuerventils ausgeübt wird, sowie einen Steuermechanismus, der zum variablen Steuern des Zeitpunktes, zu dem Umstellen zwischen der Ableitung von Öl über die Steuerkammer und der Öl-Einleitung in die Steuerkammer stattfindet, in Bezug auf den an dem Anschluss des Richtungs-Steuerventils ausgeübten Ableitdruck eingerichtet ist.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst eine verstellbare Ölpumpe eine Pumpen-Konstruktionseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, um ein Volumen jeder einer Vielzahl von Arbeitskammern zu ändern und Öl, das in einen Einlassabschnitt angesaugt wird, über einen Ableitabschnitt abzuleiten, einen Volumenänderungsmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er eine Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern, die sich in den Ableitabschnitt hinein öffnen, durch eine Verschiebung eines in der Pumpen-Konstruktionseinheit enthaltenen beweglichen Elementes ändert, ein erstes Spannelement, mit dem das bewegliche Element in eine Spannrichtung gedrückt wird, in der die Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern zunimmt, eine Steuerkammer, die zum Ändern einer Verschiebungsposition des beweglichen Elementes durch Einleiten des über den Ableitabschnitt abgeleiteten Öls in die Steuerkammer eingerichtet ist, ein Richtungs-Steuerventil, das einen Steuerkolben enthält, der einen Druckaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des Ableitdrucks aufweist und verschiebbar in einer eng passenden Bohrung installiert ist, in die sich ein Verbindungsdurchlass öffnet, und die mit der Steuerkammer in Verbindung steht, sowie ein zweites Spannelement, mit dem der Steuerkolben in einer Verschieberichtung gedrückt wird, die der anderen Verschieberichtung des Steuerkolbens entgegengesetzt ist, die einer Wirkungsrichtung des auf den Druckaufnahmeabschnitt des Steuerkolbens wirkenden Ableitdruck entgegengesetzt ist, wobei das Richtungs-Steuerventil zum selektiven Umstellen wischen einer Ableitung von Öl über die Steuerkammer und einer Öl-Einleitung über den Ableitabschnitt in die Steuerkammer mittels einer Verschiebebewegung des Steuerkolbens eingerichtet ist, die durch eine relative Druckkraft zwischen einer durch den Ableitdruck erzeugten Spannkraft und einer Spannkraft des zweiten Spannelementes verursacht wird, sowie einen Steuermechanismus, der zum Steuern der Verschiebebewegung des Steuerkolbens mit einer Einstellungsänderung der Spannkraft des zweiten Spannelementes, die durch Verschieben einer beweglichen Lagerung auftritt, die vorhanden ist, um ein Ende des zweiten Spannelementes zu tragen, in Abhängigkeit von einem Druckpegel des Ableitdrucks eingerichtet ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine verstellbare Ölpumpe, eine Pumpen-Konstruktionseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, um ein Volumen jeder einer Vielzahl von Arbeitskammern zu ändern und Öl, das in einen Einlassabschnitt angesaugt wird, über einen Ableitabschnitt abzuleiten, einen Volumenänderungsmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er eine Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern, die sich in den Ableitabschnitt hinein öffnen, durch eine Verschiebung eines in der Pumpen-Konstruktionseinheit enthaltenen beweglichen Elementes ändert, ein erstes Spannelement, mit dem das bewegliche Element in eine Spannrichtung gedrückt wird, in der die Änderung des Volumens jeder der Arbeitskammern zunimmt, eine Steuerkammer, die zum Ändern einer Verschiebungsposition des beweglichen Elementes durch Einleiten des über den Ableitabschnitt abgeleiteten Öls in die Steuerkammer eingerichtet ist, ein Richtungs-Steuerventil, das einen Steuerkolben mit einem Druckaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des Ableitdrucks und eine Gleithülse, die zum gleitenden Aufnehmen des Steuerkolbens eingerichtet ist und des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie eine Gleitkontaktfläche, die in Gleitkontakt mit einem Außenumfang des Steuerkolbens ist, und wenigstens einen Verbindungsanschluss aufweist, der in der Gleitkontaktfläche der Gleithülse ausgebildet ist, sowie ein zweites Spannelement enthält, mit dem der Steuerkolben in einer Gleitrichtung gedrückt wird, wobei das Richtungs-Steuerventil zum selektiven Umstellen zwischen einer Ableitung von Öl über die Steuerkammer und einer Öl-Einleitung über den Ableitabschnitt in die Steuerkammer mittels Umstellen einer Ableitung von Öl über den Verbindungsanschluss und einer Öl-Einleitung über den Ableitabschnitt zu dem Verbindungsanschluss durch Bewegen des Steuerkolbens in der anderen Gleitrichtung gegen die Spannkraft des zweiten Spannelementes durch einen über den Ableitabschnitt ausgegebenen und auf den Druckaufnahmeabschnitt des Steuerkolbens ausgegebenen Ableitdrucks eingerichtet ist, und einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er Verschiebung der Gleithülse in der anderen Gleitrichtung des Steuerkolbens gegen die Spannkraft des zweiten Spannelementes sowie eine Trägheit des Steuerkolbens ermöglicht.
-
Die anderen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Darstellung, die ein verstellbares Ölpumpensystem der ersten Ausführungsform darstellt.
-
2 ist eine Längsschnittansicht, die Einzelteile der verstellbaren Ölpumpe der ersten Ausführungsform darstellt.
-
3 ist eine Vorderansicht eines Pumpengehäuses der verstellbaren Ölpumpe der ersten Ausführungsform.
-
4 ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der ersten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt.
-
5 ist eine erläuternde Ansicht, die den Betrieb des verstellbaren Ölpumpensystems der ersten Ausführungsform bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
6 ist ein Kennlinien-Diagramm, das die Beziehung zwischen Ableitdruck der verstellbaren Ölpumpe und Motordrehzahl in den Ausführungsformen darstellt.
-
7 ist eine schematische Darstellung, die ein verstellbares Ölpumpensystem der zweiten Ausführungsform darstellt.
-
8 ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der zweiten Ausführungsform in einem Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt.
-
9 ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des verstellbaren Ölpumpensystems der zweiten Ausführungsform bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
10 ist eine schematische Darstellung, die ein verstellbares Ölpumpensystem der dritten Ausführungsform darstellt.
-
11 ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der dritten Ausführungsform in einem Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt.
-
12 ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des verstellbaren Ölpumpensystems der dritten Ausführungsform bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
13A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der vierten Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 13B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 13C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
14A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der fünften Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 14B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 14C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
15A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der sechsten Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 15B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 15C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
16A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der siebten Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 16B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 16C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
17A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der achten Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 17B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 17C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
18A ist eine als Längsschnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die die Funktion eines Vorsteuerventils des verstellbaren Ölpumpensystems der neunten Ausführungsform während der frühen Stufe beim Anlassen des Motors darstellt, 18B ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus darstellt, und 18C ist eine erläuternde Ansicht, die die Funktion des Vorsteuerventils bei Hochlastbetrieb darstellt.
-
19A ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite eines Öffnungsendes eines Strömungsdurchlasses, dessen Durchlassfläche in Abhängigkeit von der axialen Position eines zylindrischen Stegs des Steuerkolbens des Vorsteuerventils geändert werden kann, annähernd der axialen Länge des zylindrischen Stegs gleich ist, 19B ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine andere Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite des Öffnungsendes des Strömungsdurchlasses kleiner ist als die axiale Länge des zylindrischen Stegs, und 19C ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine weitere Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite des Öffnungsendes des Strömungsdurchlasses größer ist als die axiale Länge des zylindrischen Stegs.
-
20A ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite eines Öffnungsendes eines Strömungsdurchlasses, dessen Durchlassfläche in Abhängigkeit von der axialen Position eines stark ausgeprägt dargestellten tonnenförmigen Stegs des Steuerkolbens des Vorsteuerventils geändert werden kann, annähernd der axialen Länge des tonnenförmigen Stegs gleich ist, 20B ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine andere Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite des Öffnungsendes des Strömungsdurchlasses kleiner ist als die axiale Länge des tonnenförmigen Stegs, und 20C ist eine teilweise als Schnitt ausgeführte erläuternde Ansicht, die eine weitere Strömungsdurchlass-Struktur darstellt, bei der die Breite des Öffnungsendes des Strömungsdurchlasses größer ist als die axiale Länge des tonnenförmigen Stegs.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere 1–6, wird die verstellbare Ölpumpe der Ausführungsform beispielhaft anhand einer verstellbaren Flügel-Ölpumpe für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor dargestellt, mit der einer variablen Ventil-Betätigungsvorrichtung, die für Ventilsteuerung jedes einzelnen Motorventils eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors eingerichtet ist, Öl zugeführt wird und mit der beweglichen Motorteilen Schmieröl zugeführt wird, insbesondere um Schmierung zwischen Kolben und Zylinderbohrungen in Form von Ölstrahlen zu ermöglichen und Schmierung von Wellenzapfenlagern einer Motor-Kurbelwelle zu ermöglichen.
-
Erste Ausführungsform
-
Der Pumpenkörper der verstellbaren Ölpumpe der Ausführungsform ist am vorderen Ende eines Zylinderblocks (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors vorhanden. Der Pumpenkörper besteht, wie in 1–2 gezeigt, hauptsächlich aus einem Pumpengehäuse 1, dessen eines Ende (ein Öffnungsende) hermetisch mit einem Pumpendeckel 2 abgeschlossen ist und der eine verschlossene zylindrische Bohrung am anderen Ende hat, einer Antriebswelle 3, die so eingerichtet ist, dass sie von einer Motor-Kurbelwelle (nicht dargestellt) angetrieben wird, und die zum drehbaren Einsetzen in eine Mittelbohrung (eine weiter unten beschriebene Lagerbohrung 1c) eingerichtet ist, die im Wesentlichen in der Mitte von Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, einem Rotor 4, der an seinem Mittelabschnitt fest mit der Antriebswelle 3 verbunden und drehbar in dem Pumpengehäuse 1 aufgenommen ist, sowie einem Nockenring 5, der ein bewegliches Element ist, das schwenk- bzw. drehbar an einem Außenumfang eines Rotors 4 installiert ist.
-
Des Weiteren sind ein Vorsteuerventil 4, das in einem aus Aluminium bestehenden Steuergehäuse 6 installiert ist, und das als ein mittels Vorsteuerung betätigtes Richtungs-Steuerventil dient, mit dem Zuführen und Ablassen von Hydraulikdruck gesteuert wird, der zum Erzeugen von Drehbewegung des Nockenrings 5 dient, und ein elektromagnetisch betätigtes Richtungs-Steuerventil 8 installiert, das am vorderen Ende des Zylinderblocks vorhanden ist und als ein Steuermechanismus dient.
-
Wenn der Pumpendeckel 2 und das Pumpengehäuse 1 an dem Zylinderblock installiert werden, werden sie, wie am besten in 2 zu sehen ist, mit vier Schrauben 9 aneinander befestigt. D. h. die Schrauben 9 werden über entsprechende Schrauben-Einführlöcher (Durchgangslöcher) 1a eingeführt, die in dem Pumpendeckel 2 sowie dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet sind, und dann werden die mit Außengewinde versehenen Teile der Schrauben 9 in entsprechende mit Innengewinde versehene Abschnitte eingeschraubt, die in dem Zylinderblock ausgebildet sind.
-
Pumpengehäuse 1 besteht integral aus Aluminiumlegierung. Pumpengehäuse 1 weist, wie in 3 deutlich dargestellt, eine vertiefte Pumpen-Aufnahmekammer 1b (die als eine Arbeitskammer dient) auf, deren untere Endfläche genau bearbeitet ist, um eine hochgenaue Planheit (Oberflächenrauigkeit) zu gewährleisten und so ungehindert Gleitbewegung einer axialen Seitenwandfläche von Nockenring 5 zu ermöglichen.
-
Des Weiteren ist Pumpengehäuse 1 mit der Lagerbohrung 1c (dem Durchgangsloch), das im Wesentlichen in der Mitte der Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1b ausgebildet ist, um ein axiales Ende von Antriebswelle 3 zu lagern, sowie mit einem Drehbolzen-Loch 1d versehen, das an einer vorgegebenen Position der Innenumfangsfläche von Pumpenaufnahmekammer 1b in das Pumpengehäuse gebohrt ist. Ein Drehbolzen 10, der als eine Drehachse von Nockenring 5 dient, ist in das Drehbolzen-Loch 1d eingeführt. Eine kreisbogenförmige Dichtungsfläche 1e ist, in einer durch die Achse von Antriebswelle definierten axialen Richtung gesehen, teilweise an dem Innenumfang von Pumpenaufnahmekammer 1b ausgebildet und in dem Teil des Innenumfangs oberhalb einer geraden Linie ”M” (im Folgenden als ”Nockenring-Bezugslinie” bezeichnet) angeordnet, die sich von der Achse von Drehbolzen 10 aus erstreckt und durch die Mitte von Pumpengehäuse 1 (d. h. die Achse von Antriebswelle 3) hindurch verläuft.
-
Ein Dichtungselement 13, das in eine Dichtungs-Haltenut 5b (weiter unten beschrieben) eingesetzt ist, die in dem Nockenring 5 ausgebildet ist, ist in dauerhaftem Gleitkontakt mit der oben erwähnten Dichtungsfläche 1e und erfüllt eine Dichtungsfunktion, durch die das Austreten von Öl aus einer Steuer-Ölkammer 16 (weiter unten beschrieben) verhindert werden kann. D. h. ein Dichtungsmechanismus (eine Dichtungsstruktur) wird durch die Dichtungsfläche 1e und das Dichtungselement 13 gebildet.
-
Dichtungsfläche 1e ist, wie aus der Vorderansicht in 3 zu ersehen ist, in einer Kreisbogenform ausgebildet, deren geometrischer Mittelpunkt das Drehbolzen-Loch 1d ist, und deren Abstand zu dem Mittelpunkt (dem Drehbolzen-Loch 1d) einem vorgegebenen Radius ”R” (d. h. einer vorgegebenen Länge) entspricht. Der vorgegebene Radius ”R” ist auf eine vorgegebene Längenabmessung eingestellt, die dauerhaften Gleitkontakt zwischen dem Dichtungselement 13 und der kreisbogenförmigen Dichtungsfläche 1e innerhalb eines begrenzten Bereiches exzentrischer Oszillationsbewegung von Nockenring 5 ermöglicht.
-
Ein im Wesentlichen halbmondförmiger vertiefter Einlassanschluss 11 (ein Ansauganschluss bzw. ein Einlassabschnitt) ist in der Bodenfläche von Pumpengehäuse 1 ausgebildet und befindet sich an der linken Seite von Antriebswelle 3 (Lagerloch 1c). Ein im Wesentlichen halbmondförmiger Ableitanschluss 12 (ein Auslassanschluss bzw. ein Ableitabschnitt) ist in der Bodenfläche von Pumpengehäuse 1 ausgebildet und an einer bestimmten Position angeordnet, die dem Einlassanschluss 11 gegenüberliegt, d. h. an der rechten Seite von Antriebswelle 3. Konkret wird der Aufbau von Einlassanschluss 11 und Ableitanschluss 12, die einander diametral gegenüberliegen, weiter unten beschrieben.
-
Des Weiteren ist Schmieröl-Nut 23 in der Innenumfangsfläche der Lagerbohrung 1c von Pumpenaufnahmekammer 1b ausgebildet, die so eingerichtet ist, dass sie die Antriebswelle 3 drehbar lagert, um über den Ableitanschluss 12 abgeleitetes Schmieröl zuzuführen. SchmierölNut 23 ist so ausgebildet, dass sie über einen bestimmten Bereich von dem Umfangsrand eine Öffnungsendes von Lagerbohrung 1c in der axialen Richtung von Antriebswelle 3 im Wesentlichen zu einem Mittelpunkt der axialen Gesamtlänge von Lagerbohrung 1c verläuft. Schmieröl, das in der Schmieröl-Nut 23 gespeichert bzw. aufbewahrt wird, erzeugt einen Ölfilm zwischen der Antriebswelle 3 und der Lagerbohrung 1c und gewährleistet so eine Schmierung der sich drehenden Antriebswelle 3 und verhindert auch unerwünschten Verschleiß sowie Festfressen, die aufgrund von Gleitreibung auftreten.
-
Pumpendeckel 2 besteht aus Aluminiumlegierung und ist, wie unter erneuter Bezugnahme auf 2 zu sehen ist, als ein im Wesentlichen scheibenförmiger vorderer Plattendeckel ausgebildet. Pumpendeckel 2 weist eine Lagerbohrung 2a (ein Durchgangsloch) auf, die im Wesentlichen in der Mitte des Pumpendeckels 2 ausgebildet ist, um das andere axiale Ende von Antriebswelle 3 drehbar zu lagern. Des Weiteren ist Pumpendeckel 2 integral mit einer Vielzahl sich radial nach außen erstreckender sockelartiger Abschnitte versehen, in denen Schrauben-Einführlöcher (Durchgangslöcher) 1a für entsprechende Schrauben 9 ausgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform ist die Innenwandfläche von Pumpendeckel 2 als eine einfache plane Fläche ausgebildet. Stattdessen kann der Pumpendeckel 2 auf ähnliche Weise wie die Bodenfläche von Pumpenaufnahmekammer 1b von Pumpengehäuse 1 so eingerichtet sein, dass er einen Einlass- und einen Ableitanschluss, die einander diametral gegenüberliegen, sowie Öl-Vorratsräume aufweist, die in der Innenumfangs-Wandfläche von Pumpendeckel 2 ausgebildet sind. Des Weiteren wird Pumpendeckel 2 mittels eines Positionierzapfens 14, der fest mir dem Pumpengehäuse 1 verbunden ist, in Umfangsrichtung in Bezug auf das Pumpengehäuse 1 positioniert, so dass koaxiale Ausrichtung zwischen der Lagerbohrung 1c an der Seite des Pumpengehäuses und der Lagerbohrung 2a an der Seite des Pumpendeckels, die beide axiale Enden von Antriebswelle 3 drehbar lagern, gewährleistet ist. Die Pumpenabdeckung 2 und das Pumpengehäuse 1 sind, wie bereits erläutert, mit vier Schrauben aneinander befestigt. Dabei ist das bereits erwähnte Steuergehäuse 6 von Vorsteuerventil 7 integral mit der Außenfläche von Pumpengehäuse 1 verbunden. Das vordere Ende 3a (das äußerste Ende) von Antriebswelle 3, das von dem Pumpendeckel 2 aus vorsteht, ist zur Verbindung mit einem Bewegungsübertragungsmechanismus, wie beispielsweise einem Zahnrad bzw. Getriebemechanismus, eingerichtet, so dass der Rotor 4 durch Eingangs-Drehmoment, das von der Motor-Kurbelwelle über das vordere Ende 3a von Antriebswelle 3 übertragen wird, in der Drehrichtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird, die mit dem Pfeil in 1 angedeutet ist. Die linke Hälfte von Pumpenaufnahmekammer 1b von Pumpengehäuse 1 dient, wie in 3 zu sehen ist, als ein Einlassbereich (ein Ansaugbereich), während die rechte Hälfte von Pumpenaufnahmekammer 1b von Pumpengehäuse 1 als ein Ableitbereich (ein Auslassbereich) dient.
-
Rotor 4 weist, wie in 1–2 gezeigt, sieben Schlitze 4a auf, die so ausgebildet sind, dass sie sich radial erstrecken, und er weist vier Gegendruckkammern 24 auf, die an den jeweiligen Basisabschnitten der Schlitze 4a ausgebildet sind. Sieben Flügel 15 sind in entsprechende Schlitze 4a von Rotor 4 so eingesetzt, dass sie in der radialen Richtung von Rotor 4 verschoben (eingezogen und ausgefahren) werden können. Jede der Gegendruckkammern 24 weist einen kreisförmigen Querschnitt zum Einleiten von Ableitdruck, der über den Ableitanschluss 12 eingeleitet wird, in die Gegendruckkammern 24 auf. Durch Druck in jeder Gegendruckkammern 24 sowie eine Zentrifugalkraft, die durch Drehung von Rotor 4 erzeugt wird, kann jeder der Flügel 15 radial nach außen geschoben werden.
-
Rotor 4 hat, wie am besten in 2 zu sehen ist, einen im Wesentlichen l-förmigen Querschnitt. Der l-förmige Rotor 4 weist ein Paar Flügelring-Nuten 4b und 4c auf, die in entsprechenden Seitenwänden des Innenumfangsabschnitts von Rotor 4 ausgebildet sind. Paarige Flügelringe 18, 18 sind in den jeweiligen Flügelring-Nuten 4b und 4c installiert. Flügelringe 18, 18 sind in den jeweiligen Seitenwänden des Innenumfangsabschnitts von Rotor 4 installiert, so dass Gleitbewegung von Flügelringen 18, 18 relativ zu den jeweiligen Seitenwänden des Innenumfangsabschnitts von Rotor 4 möglich sind. Jedes der radial innenliegenden Enden (die Basisabschnitte) der Flügel 15 wird in Gleitkontakt mit den Außenumfangsflächen der Flügelringe 18, 18 gehalten. Beim Betrieb der Pumpe wird jedes der radial außen liegenden Enden (die vorderen Enden) der Flügel 15 in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche 5a von Nockenring 5 gebracht. Eine Pumpen-Arbeitskammer ist zwischen zwei benachbarten Flügel 15 ausgebildet. D. h. sieben Pumpen-Arbeitskammern (kurz als Pumpenkammern bezeichnet) 19 mit variablem Volumen sind als sieben Innenräume ausgebildet, die fluidundurchlässig abgetrennt und von Flügeln 15, der Innenumfangsfläche 5a von Nockenring 5, der Außenumfangsfläche von Rotor 4 sowie axial einander gegenüberliegenden Seitenwänden (der Bodenfläche der vertieften Pumpenaufnahmekammer 1b von Pumpengehäuse 1 und der Innenfläche der Pumpendeckel 2) umgeben sind.
-
Die Funktion des Flügelring-Paars 18, 18 besteht darin, jeden der Flügel 15 in der radialen Richtung des Rotors nach außen zu schieben bzw. zu drücken. Selbst beim Betrieb des Motors bei niedrigen Drehzahlen, bei dem sowohl die durch Drehung von Rotor 4 erzeugte Zentrifugalkraft als auch der Druck in jeder der Gegendruckkammern 24 niedrig sind, kann jedes der radial außen liegenden Enden (der vorderen Enden) der Flügel 15 mittels des Flügelring-Paars 18, 18 in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche 5a von Nockenring 5 gebracht werden, und so können die Pumpenkammern 10 fluiddicht abgetrennt werden.
-
Nockenring 5 besteht aus einfach zu bearbeitenden gesinterten Legierungsmaterialien und ist integral in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Nockenring 5 hat, wie in 1 gezeigt, einen Dreh-Vertiefungsabschnitt 5d, der in seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist und am am weitesten rechts liegenden Ende der oben erwähnten Nockenring-Bezugslinie ”M” angeordnet ist. Drehbolzen 10, der in dem Drehvertiefungsabschnitt 5b eingesetzt und darin positioniert ist, dient als ein Drehpunkt für oszillierende Bewegung von Nockenring 5.
-
Nockenring 5 weist einen im Wesentlichen dreieckigen, integral ausgebildeten vorstehenden Abschnitt 5e auf, der in dem Teil des Außenumfangs von Nockenring 5 links oberhalb von der Nockenring-Bezugslinie ”M” angeordnet ist. Die oben erwähnte Dichtungs-Haltenut 5b ist in dem vorstehenden Abschnitt 5e von Nockenring 5 ausgebildet, um die Dichtungselemente 13 darin zu halten.
-
Eine Pumpen-Konstruktionseinheit wird, wie aus dem Obenstehenden ersichtlich wird, durch Antriebswelle 3, den Rotor 4, den Nockenring 5, die Flügel 15 sowie die Flügelringe 18, 18 gebildet.
-
Die oben erwähnte Steuer-Ölkammer 16 ist zwischen dem Innenumfang von Pumpengehäuse 1 und dem Teil des Außenumfangs von Nockenring 5 (einschließlich des vorstehenden Abschnitts 5e) oberhalb von der Nockenring-Bezugslinie ”M” ausgebildet.
-
Steuer-Ölkammer 16 ist so eingerichtet, dass mittels Hydraulikdruck, der in die Steuer-Ölkammer 16 eingeleitet wird, der Nockenring 5 gegen die Spannung eines ersten Spannelementes, das kurz als Spannelement (ein weiter unten beschriebene Schraubenfeder 28) bezeichnet wird, in einer Richtung verschoben bzw. gedrückt wird, in der Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 abnimmt. Steuer-Ölkammer 16 ist des Weiteren so eingerichtet, dass Fluidverbindung zwischen der Steuer-Ölkammer 16 und dem Ableitanschluss 12 mittels des Vorsteuerventils 7 hergestellt oder unterbrochen wird. Des Weiteren ist Steuer-Ölkammer 16 fluidundurchlässig so abgedichtet, dass das Austreten von Öl aus der Steuer-Ölkammer 16 mittels des oben erwähnten Dichtungsmechanismus, der durch die Dichtungsfläche 1e des Innenumfangs von Pumpengehäuse 1 und das in die Dichtungsnut 5b von Nockenring 5 eingesetzte Dichtungselement 13 gebildet wird, auch bei oszillierender Bewegung von Nockenring 5 verhindert werden kann.
-
Die Außenumfangsfläche von Nockenring 5, die der Steuer-Ölkammer 16 zugewandt ist, dient als eine Druckaufnahmefläche 20.
-
Der in die Steuer-Ölkammer 16 eingeleitete und auf die Druckaufnahmefläche 20 wirkende Hydraulikdruck dient als eine Kraft, durch die die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 aufgrund oszillierender Bewegung des Nockenrings entgegen dem Uhrzeigersinn (in 1 gesehen) um den Drehbolzen 10 herum abnimmt, der als ein Drehpunkt der oszillierenden Bewegung von Nockenring 5 dient.
-
Dichtungselement 13 besteht aus reibungsarmem Kunststoffmaterial und ist als eine Öldichtung mit axialer Längsrichtung ausgebildet, die sich in der axialen Richtung von Nockenring 5 erstreckt. Dichtungselement 13 wird in die Dichtungs-Haltenut 5b eingesetzt, die in der Außenumfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 5e von Nockenring 5 ausgebildet ist, und darin gehalten. Ein elastisches Element aus Gummi oder ein Elastomer-Element (ohne Bezugszeichen) ist an der am weitesten innen liegenden Endfläche der Dichtungs-Haltenut 5b angebracht. So wird das Dichtungselement 13 von Nockenring 5 durch die elastische Kraft des elastischen Gummi-Elementes kontinuierlich auf die Dichtungsfläche 1e von Pumpengehäuse 1 zu gedrückt. Die Dichtungsfläche 1e von Pumpengehäuse 1 und das Dichtungselement 13 von Nockenring 5, die aneinander anliegen, bilden eine gute lecksichere Dichtung, so dass das interne Austreten von Öl aus der Öl-Steuerkammer zur Niederdruckseite hin auf ein Minimum begrenzt wird.
-
Einlassanschluss 11 ist, wie in 1–3 gezeigt, so eingerichtet, dass er sich in Pumpenkammern 19 öffnet, deren Volumen bei Drehung des Rotors in einem exzentrischen Zustand des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt. Einlassanschluss 11 ist so eingerichtet, dass Schmieröl in einer Ölwanne (nicht dargestellt) durch einen Unterdruck, der durch Pumpwirkung der Pumpen-Konstruktionseinheit erzeugt wird, über ein Einlassloch 11a in dem Einlassanschluss 11 angesaugt wird. Einlassloch 11a ist im Wesentlichen an einem Mittelpunkt des halbmondförmigen vertieften Einlassanschlusses 11 ausgebildet. Des Weiteren ist ein Arbeitsfluid-Einleitabschnitt 11b im Wesentlichen an einem Mittelpunkt der Außenumfangsseite von Einlassanschluss 11 so ausgebildet, dass er sich auf eine Federkammer 27 (weiter unten beschrieben) zu erstreckt. Einlassabschnitt 11b steht mit dem Einlassloch 11a in Verbindung. Das Einlassloch 11a steht zusammen mit dem Einlassabschnitt 11b mit einer Niederdruckkammer 22 in Verbindung. Einlassloch 11a ist so eingerichtet, dass es Arbeitsfluid (Öl), das durch einen Unterdruck, der durch eine Pumpwirkung der Pumpen-Konstruktionseinheit erzeugt wird, über einen Ansaug-Durchlass (nicht dargestellt) aus der Ölwanne nach oben gesaugt wird, dem Einlassanschluss 11 zuführt, so dass das Arbeitsfluid in Pumpenkammern 19 eingeleitet wird, deren Volumen bei Drehung des Rotors zunimmt. Der Einlassanschluss 11, das Einlassloch 11a, der Einlassabschnitt 11b und die Niederdruckkammer 22 bilden, wie oben erwähnt, einen Niederdruck-Konstruktionsabschnitt.
-
Der Ableitanschluss 12 hingegen ist so eingerichtet, dass er sich in Pumpenkammern 19 hinein öffnet, deren Volumen bei Drehung des Rotors in einem exzentrischen Zustand des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 abnimmt. Ein Ableitloch 12a ist in einem oberen Abschnitt des halbmondförmigen Ableitanschlusses 12 ausgebildet. Ableitanschluss 12 ist so eingerichtet, dass Öl von dem Einlassloch 12a über einen Ableitdurchlass 12b und eine Haupt-Ölleitung 25 (weiter unten beschrieben), die in einem Zylinderkopf ausgebildet ist, in sich bewegende oder gleitende Motorteile und eine variable Ventil-Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise eine variable Ventilsteuerzeit- bzw. Ventil-Steuereinrichtung eingeleitet wird.
-
Ein elektromagnetisch betätigtes Richtungs-Steuerventil 8 (weiter unten ausführlich beschrieben) sowie ein Vorsteuerventil 7 (weiter unten ausführlich beschrieben) sind in einem Abzweigungsdurchlass 29 angeordnet, der von der Haupt-Ölleitung 25 abzweigt.
-
Ein erster Ölfilter 51 ist dabei in der Haupt-Ölleitung 25 angeordnet und befindet sich in der Nähe des Ableitdurchlasses 12b. Ein zweiter Ölfilter 52 ist in dem Abzweigungsdurchlass 29 in der Nähe des Abzweigungspunktes der stromauf liegenden Seite von Haupt-Ölleitung 25 und Abzweigungsdurchlass 29 angeordnet. Damit kann Öl, das dem Richtungs-Steuerventil 8 sowie dem Vorsteuerventil 7 zugeführt wird, mit diesen Ölfiltern doppelt gefiltert werden.
-
Als ein Filterelement jedes der Ölfilter 51, 52 wird ein Filterpapier eingesetzt. Um den verstopften Filter einfach auszuwechseln, wird ein austauschbarer Kartuschen-Ölfilter bzw. ein mit austauschbarem Filterpapier versehener Ölfilter eingesetzt.
-
Nockenring 5 weist, wie am besten in 1 zu sehen ist, einen Arm 26 auf, der integral so ausgebildet ist, dass er sich von der Außenumfangsfläche des zylindrischen Nockenring-Hauptkörpers radial nach außen erstreckt und sich an der dem vertieften Drehabschnitt 5d gegenüberliegenden Seite befindet. Arm 26 besteht aus einem radial nach außen vorstehenden Haupt-Armkörper 26a, der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, und einem im Wesentlichen halbkugelförmigen Kontaktflächen-Vorsprung 26b, der integral an der unteren Fläche eines Haupt-Armkörpers 26a ausgebildet ist. D. h. ein Abschnitt der unteren Fläche des Arm-Hauptkörpers 26a mit Ausnahme des halbkugelförmigen Kontaktflächen-Vorsprungs 26b ist als eine plane Fläche ausgebildet. Hingegen ist die Außenumfangsfläche von Vorsprung 26b als eine halbkugelförmige Fläche mit einem kleinen Krümmungsradius ausgebildet.
-
Federkammer 27 ist an der dem Drehbolzen-Loch 1d von Pumpengehäuse 1 gegenüberliegen den Position angeordnet und so ausgebildet, dass sie der Unterseite von Arm zugewandt ist.
-
Federkammer 27 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Form mit längeren einander gegenüberliegenden Seiten in der axialen Richtung von Pumpengehäuse 1 ausgebildet. Schraubenfeder 28 (das Spannelement) ist in der Federkammer 27 installiert, um Spannkraft so auszuüben, dass der Nockenring 5 über den Arm 26 im Uhrzeigersinn (in 1 gesehen) gespannt bzw. gedrückt wird, d. h. in der Richtung, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zur Drehachse von Rotor 4 zunimmt. Dabei steht Federkammer 27 über den Einlassabschnitt 11b und den Einlassanschluss 11 mit der Niederdruckkammer 22 in Verbindung.
-
Beim Zusammenbau wird Schraubenfeder 28 zwischen dem halbkreisförmigen Vorsprung 26b von Arm 26 und der Bodenfläche 27 unter Vorspannung angeordnet. Die Oberseite von Schraubenfeder 28 wird über den gesamten Bereich oszillierender Bewegung von Nockenring 5 beim Betrieb der Pumpe stets in anliegendem Eingriff mit dem halbkreisförmigen Vorsprung 26b gehalten. D. h. die obere Fläche von Schraubenfeder 28 wird in elastischem Kontakt mit dem halbkreisförmigen Vorsprung 26a von Arm 26 gehalten, während die Unterseite von Schraubenfeder 28 in elastischem Kontakt mit der Bodenfläche von Federkammer 27 gehalten wird. So wird der Arm 26 von Nockenring 5 permanent durch einen vorgegebenen Federdruck W, der von Schraubenfeder 28 erzeugt wird, im Uhrzeigersinn (in 1) gedrückt oder gespannt, d. h. in der Richtung, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt.
-
Unter Vorspannung, d. h. in einem federgespannten Zustand, in dem der Federdruck W auf den Arm 26 ausgeübt wird, wird der Arm 26 von Nockenring 5 durch Schraubenfeder 28 permanent nach oben (in 1 gesehen) in einer Richtung gedrückt bzw. gespannt, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zur Drehachse von Rotor 4 zunimmt, d. h. in einer Richtung, in der die Volumendifferenz zwischen einem Volumen der größten Arbeitskammer der Pumpenkammern 19 und einem Volumen der kleinsten Arbeitskammer der Pumpenkammern 19 zunimmt, mit anderen Worten, in einer Richtung, in der die Geschwindigkeit der Änderung des Volumens jeder der Pumpenkammern 19 zunimmt. Wie aus dem Kennlinien-Diagramm in 6 ersichtlich ist, wird der bestimmte Federdruck W, die durch Schraubenfeder 28 erzeugt wird, wenn Nockenring 5 in seiner ursprünglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität) gehalten wird, die in 1 dargestellt ist, auf eine Federspannung eingestellt, durch die Nockenring 5 sich von der ursprünglichen Einstellungsposition ausgehend entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen (oszillieren) beginnt, wenn der Ableitdruck von der Pumpe (d. h. der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16) einen Hydraulikdruck P erreicht, der für die variable Ventil-Steuerungseinrichtung (VTC) erforderlich ist.
-
Ein im Wesentlichen halbkreisförmiger Bewegungseinschränkungs-Vorsprung 1f ist an der Innenumfangsfläche von Pumpengehäuse 1 integral so ausgebildet, dass er der Federkammer 27 in der axialen Richtung von Schraubenfeder 28 gegenüberliegt. Wenn Nockenring 5 in seiner ursprünglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität bzw. der federgespannten Ausgangsposition) gehalten wird, die in 1 dargestellt ist, wird der halbkugelförmige Bewegungseinschränkungs-Vorsprung 1f in anliegenden Eingriff mit der Oberseite von Arm 26 gebracht, um eine maximale Winkelverschiebung des Arm 26 von Nockenring 5 im Uhrzeigersinn einzuschränken.
-
Vorsteuerventil 7 besteht, wie aus dem Querschnitt rechts in 1 ersichtlich ist, hauptsächlich aus einer abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30, einem im Wesentlichen zylindrischen Ventil-Steuerkolben (kurz als Steuerkolben bezeichnet) 32 mit kleinem Durchmesser (einem im Wesentlichen zylindrischen Ventilelement), einem im Wesentlichen zylindrischen, axial beweglichen Federlagerungs-Schieber 33 sowie einer Ventil-Feder 34 (die als ein zweites Spannelement dient). Die abgesetzte zylindrische enganliegende Bohrung 30 ist in dem Steuergehäuse 6 so ausgebildet, dass sie vertikal verläuft. Die abgesetzte zylindrische enganliegende Bohrung 30a besteht aus einer oberen Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser, einer unteren Bohrung 30b mit großem Durchmesser sowie einem abgesetzten bzw. abgestuften Abschnitt 30c. Das unterste Ende der Bohrung 30b mit großem Durchmesser wird mit einem Abdeckungselement 31 hermetisch verschlossen. Steuerkolben 32 ist vertikal gleitend in der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser installiert. Der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser ist vertikal gleitend in der Bohrung 30b mit großem Durchmesser installiert. Ventil-Feder 34 ist zwischen dem Steuerkolben 32 und dem Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser vorgespannt so angeordnet, dass der Steuerkolben 32 und der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser in den einander entgegengesetzten axialen Richtungen gespannt werden, so dass sie voneinander beabstandet sind.
-
Das obere Ende der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 steht über einen Öl-Einleitanschluss 29a (einem Vorsteuerdruck-Anschluss), der in dem Steuergehäuse 6 ausgebildet ist, mit dem Abzweigungsdurchlass 29 in Verbindung. Ein Öffnungsende 35a eines ersten Verbindungsdurchlasses ist so eingerichtet, dass es sich in den oberen Abschnitt der Bohrung 30a kleinem Durchmesser der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 hinein öffnet. Das andere Ende des ersten Verbindungskanals 35 steht über eine Verbindungsbohrung 36, die in der rechten Abschlusswand von Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, mit der Steuer-Ölkammer 16 in Verbindung.
-
Der Innendurchmesser von Öl-Einleitanschluss 29a ist so bemessen, dass er kleiner ist als der der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser, so dass eine sich kegelstumpfförmig verjüngende Ventilsteuerkolbensteg-Trage- bzw. Aufsitzfläche 29b zwischen ihnen ausgebildet wird. Wenn ein erster Steg 32a (weiter unten beschrieben) von Steuerkolben 32 auf der sich verjüngenden Tragefläche 29b aufsitzt, ist der Öl-Einleitanschluss 29a geschlossen.
-
Ein Öffnungsende eines Austrittsdurchlasses 37, der mit der Ölwanne in Verbindung steht, ist so eingerichtet, dass es sich in den unteren Abschnitt der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser hinein öffnet.
-
Steuerkolben 32 besteht aus dem ersten und dem zweiten Steg 32a, 32b sowie einem Schaft 32c mit kleinem Durchmesser zwischen ihnen. Der erste Steg 32a bildet ein Ventilelement. Der Außendurchmesser des zweiten Stegs 32b ist so bemessen, dass er identisch mit dem des ersten Stegs 32a ist. Steuerkolben 32 weist eine zylindrische Bohrung 32d auf, die an ihrem oberen Ende geschlossen ist und entlang der Achse von Steuerkolben 32 verläuft.
-
Die axiale Länge des ersten Stegs 32 ist so bemessen, dass sie kürzer ist als die des zweiten Stegs 32b. Das Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 wird in Abhängigkeit von der axialen Position (axiale Gleitbewegung) des ersten Stegs 32a von Steuerkolben 32 geöffnet oder geschlossen. Das obere Ende 34a von Ventil-Feder 34 wird in elastischem Kontakt mit der oberen Endfläche der zylindrischen Bohrung 32d gehalten. Dabei ist die axiale Länge des ersten Stegs 32a so bemessen, dass sie geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35.
-
Der zweite Steg 32b hat eine Außenumfangsfläche mit axialer Längsrichtung, die eine stabile Gleitbewegung von Steuerkolben 32 in der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser gewährleistet.
-
Der Schaft 32c mit kleinem Durchmesser bildet eine Ringnut 32e zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 32a, 32b. Die Ringnut 32e ist so eingerichtet, dass sie an der in der 1 gezeigten Position des Steuerkolbens dem Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 zugewandt ist. Des Weiteren weist der Schaft 32c mit kleinem Durchmesser ein radiales Durchgangsloch 32f auf, um Verbindung der Ringnut 32e mit der zylindrischen Bohrung 32d über das radiale Durchgangsloch 32f herzustellen.
-
Des Weiteren weist der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser eine Federlagerungs-Bohrung 33a auf, die an ihrem unteren Ende geschlossen und so eingerichtet ist, dass sie das untere Ende von Ventil-Feder 34 so hält, dass das untere Ende 34b von Ventil-Feder 34 in elastischen Kontakt mit der unteren Abschlussfläche von Federlagerungs-Bohrung 33a gehalten wird. Ein zylindrischer Anschlagvorsprung 33c mit kleinem Durchmesser ist integral in der Mitte der Unterseite 33b (die als Druckaufnahmefläche mit großem Durchmesser dient) des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser ausgebildet. Der Anschlagvorsprung 33c dient dazu, eine maximale Abwärtsbewegung (d. h. eine unterste axiale Position) des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser zu beschränken. Des Weiteren ist der Anschlagvorsprung 33c so eingerichtet, dass er eine Druckaufnahmekammer 38 mit großem Durchmesser zwischen der Unterseite (Druckaufnahmefläche 33b mit großem Durchmesser) des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser und der Innenfläche von Abdeckungselement 31 bildet. Die Unterseite 33b nimmt über das Richtungs-Steuerventil 8 in die Druckaufnahmekammer 38 eingeleiteten Hydraulikdruck auf und bewirkt eine Aufwärts-Gleitbewegung des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser.
-
Ein zweiter Verbindungsdurchlass 39 dient dazu, Verbindung eines Zuführ-und-Ablass-Anschlusses 46 (weiter unten beschrieben) von Richtungs-Steuerventil 8 mit der Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 herzustellen. Ein Öffnungsende des zweiten Verbindungsdurchlasses 30 ist eingerichtet, dass es sich in das unterste Ende der Bohrung 30b mit großem Durchmesser hinein öffnet.
-
Das elektromagnetische betätigte Richtungs-Steuerventil 8 besteht, wie in 1 zu sehen ist, hauptsächlich aus einem Ventilkörper 40, einem Ventilsitz 42, einem Kugelventil 44 aus Metall sowie einem Elektromagneten 45. Ventilkörper 40 ist in eine Ventil-Aufnahmebohrung 1b eingepresst, die in dem Zylinderblock an einer vorgegebenen Position ausgebildet. Ventilkörper 40 hat eine axial verlaufende innen abgestufte Arbeitsbohrung 41. Ventilsitz 42 ist in das obere Ende von Ventilkörper 40 (genauer gesagt, die obere Bohrung von Arbeitsbohrung 41 mit großem Durchmesser) hinein gepresst und weist einen mittigen Magnet-Steuerabschluss 43 auf. Kugelventil 44 ist so eingerichtet, dass es auf dem Ventilsitz 42 aufsitzt oder von ihm abgehoben ist, um das Öffnungsende von Elektromagnet-Steueranschluss 43 zu öffnen oder zu schließen. Elektromagnet 45 ist integral mit dem unteren Ende von Ventilkörper 40 verbunden.
-
Ventilkörper 40 weist den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 (ein radiales Durchgangsloch) auf, das am oberen Ende ausgebildet ist und so eingerichtet ist, dass es mit der oberen Bohrung mit großem Durchmesser von Arbeitsbohrung 41 in Verbindung steht. Des Weiteren weist Ventilkörper 40 einen Abflussanschluss 47 (ein radiales Durchgangsloch) auf, der am unteren Ende ausgebildet und so eingerichtet ist, dass er mit der unteren Bohrung mit kleinem Durchmesser von Arbeitsbohrung 41 in Verbindung steht. Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 steht über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 stets mit der Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 in Verbindung.
-
Elektromagnet-Steueranschluss 43 steht über einen Öldurchlass 48, der in dem Zylinderblock ausgebildet ist, mit dem Abzweigungsdurchlass in Verbindung.
-
Elektromagnet 45 enthält ein Elektromagnet-Gehäuse 45a, eine elektromagnetische Spule (nicht dargestellt), einen stationären Eisenkern sowie einen beweglichen Eisenkern, die sämtlich in dem Gehäuse 45a aufgenommen sind. Eine Schubstange 49 ist fest mit dem vorderen Ende des beweglichen Eisenkerns verbunden und so eingerichtet, dass sie axial in der Bohrung mit kleinem Durchmesser von Arbeitsbohrung 41 gleitet, um einen Druck auf das Kugelventil 44 zu erzeugen oder aufzuheben.
-
Ein zylindrischer Durchlass 50 ist zwischen der Außenumfangsfläche von Druckstange 49 und der Innenumfangsfläche der Bohrung mit kleinem Durchmesser von Arbeitsbohrung 41 ausgebildet, um den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 über den zylindrischen Durchlass 50 in geeigneter Weise mit dem Abflussanschluss 47 zu verbinden.
-
Wenn die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 erregt wird, fährt die Druckstange 49 aus, so dass das vordere Ende von Druckstange 49 das Kugelventil 44 nach oben schiebt. Dadurch sitzt das Kugelventil 44 auf dem Ventilsitz 42 und verschließt das Öffnungsende von Elektromagnet-Steueranschluss 43. Gleichzeitig wird Verbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 über den zylindrischen Durchlass 50 hergestellt.
-
Umgekehrt wird, wenn die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 enterregt wird, wie in 5 deutlich gezeigt, die Druckstange 49 eingezogen, so dass ein Druck auf das Kugelventil 44 aufgehoben wird. Dadurch wird Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 hergestellt. Gleichzeitig wird Fluidverbindung zwischen dem zylindrischen Durchlass 50 und dem Abflussanschluss 47 unterbrochen.
-
Erregung/Enterregung (AN/AUS) der elektromagnetischen Spule von Elektromagnet 45 wird in Reaktion auf einen Steuerbefehl von einer elektronischen Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
-
Die elektronische Steuereinheit (ECU) umfasst, obwohl dies in den Zeichnungen nicht deutlich dargestellt ist, im Allgemeinen einen Mikrocomputer. Die Steuereinheit enthält eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (I/O), Speicher (RAM, ROM) sowie einen Mikroprozessor bzw. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (I/O) der Steuereinheit empfängt Eingangsinformationen von verschiedenen Motor/Fahrzeugsensoren, d. h. einem Motoröltemperatur-Sensor, einem Motortemperatur-Sensor (beispielsweise einem Motorkühlmitteltemperatur-Sensor), einem Motordrehzahl-Sensor, einem Motorlast-Sensor und dergleichen. Innerhalb der Steuereinheit gestattet die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) Zugriff auf Eingangsinformations-Datensignale von den oben erwähnten Motor-/Fahrzeugsensoren über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle. Die CPU der Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie einen Motor-Betriebszustand auf Basis der Eingangsinformations-Daten erfasst bzw. bestimmt, und des Weiteren so konfiguriert, dass sie auf Basis des bestimmten Motor-Betriebszustandes (insbesondere neuester aktueller Informationen über die Motor-Drehzahl) die Funktion der elektromagnetischen Spule von Elektromagnet 45 steuert. D. h. wenn neueste aktuelle Informationen über die Motor-Drehzahl einer vorgegebenen Bezugs-Motordrehzahl ”N” entsprechen oder darunter liegen (siehe das in 6 gezeigte in Kennlinien-Diagramm), erzeugt die Steuereinheit einen Befehl (ein AN-Signal) zum Erregen der elektromagnetischen Spule von Elektromagnet 45. Umgekehrt erzeugt die Steuereinheit, wenn neueste aktuelle Informationen über die Motordrehzahl über der vorgegebenen Bezugs-Motordrehzahl ”N” liegen, einen Befehl (ein AUS-Signal) zum Enterregen der elektromagnetischen Spule von Elektromagnet 45. In dem Fall jedoch, in dem die neuesten aktuellen Informationen über die Motordrehzahl der vorgegebenen Bezug-Motordrehzahl entsprechen oder darunter liegen, neueste aktuelle Informationen über die Motorlast jedoch über einer vorgegebenen Bezugs-Motorlast liegen, d. h., bei Hochlastbetrieb, erzeugt die Steuereinheit einen Befehl (ein AUS-Signal) zum Enterregen der elektromagnetischen Spule von Elektromagnet 45.
-
Funktion der ersten Ausführungsform
-
Die Funktion des verstellbaren Ölpumpensystems der ersten Ausführungsform wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
-
Wenn der Motor bei niedrigen Drehzahlen arbeitet, so beispielsweise während eines Leerlaufs nach dem Anlassen des Motors, d. h., während des Startens der Pumpe, wird Nockenring 5, wie in 1 gezeigt, durch die Federkraft von Schraubenfeder 28 gedrückt bzw. gespannt, und so wird Arm 26 in anliegenden Eingriff mit dem Bewegungseinschränkungs-Vorsprung 1f gebracht. So wird Nockenring 5 an seiner maximalen Winkelposition im Uhrzeigersinn (einer Winkelposition des Nockenrings maximaler Exzentrizität) gehalten, an der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 einen Maximalwert erreicht und damit auch der Pumpen-Ableitstrom einen Maximalwert erreicht.
-
Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt, und so fährt die Druckstange 49 aus und drückt Kugelventil 44 nach oben. Dadurch wird das Öffnungsende von Elektromagnet-Steueranschluss 43 durch das Kugelventil 44 geschlossen, und so wird Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen dem Zufuhr-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 wird hergestellt. Damit wird Verbindung zwischen Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 mit der Ölwanne über den zweiten Verbindungsdurchlass 39, dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46, dem zylindrischen Durchlass 50 und dem Abflussanschluss 47 hergestellt, und damit wirkt kein Hydraulikdruck auf die Druckaufnahmefläche 33b des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser. Der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser wird durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten gedrückt bzw. gespannt. Dabei wird eine maximale Verschiebung des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser nach unten durch Anliegen des Anschlagvorsprungs 33c an der Innenfläche von Abdeckungselement 31 eingeschränkt.
-
Steuerkolben 32 wird des Weiteren durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach oben gedrückt bzw. gespannt, und so wird die kreisförmige Oberseite des ersten Stegs 32a auf die konische Auflagefläche 29b aufgesetzt und damit an der obersten axialen Position von Steuerkolben 32 gehalten. So wird Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen dem ersten Verbindungsdurchlass 35 und dem Abflussanschluss 37 über die Ringnut 32e, das radiale Durchgangsloch 32f und die zylindrische Bohrung 32d wird hergestellt.
-
So wird Verbindung von Steuer-Ölkammer 16 mit der Ölwanne über die Verbindungsbohrung 36, den ersten Verbindungsdurchlass 35, die Ringnut 32e, das radiale Durchgangsloch 32f, die zylindrische Bohrung 32d sowie den Abflussdurchlass 37 hergestellt, und dadurch wird kein Hydraulikdruck zu der Steuer-Ölkammer 16 geleitet bzw. gerichtet.
-
Es kommt zur keinerlei Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn, und damit wird Nockenring 5 an seiner Winkelposition maximaler Exzentrizität gehalten. In diesem Zustand nehmen der Pumpen-Ableitdruck sowie der Pumpen-Ableitstrom proportional zu, wenn die Motordrehzahl zunimmt (siehe Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie in einem in 6 gezeigten Niedrigdrehzahl-Bereich ”a”). Dabei erreicht der Hydraulikdruck zu diesem Zeitpunkt einen Hydraulikdruckpegel, der innerhalb eines erforderlichen Hydraulikdruckbereiches für die variable Ventilsteuervorrichtung liegt.
-
Wenn der gestiegene Hydraulikdruck von der Haupt-Ölleitung 25 über den Abzweigungsdurchlass 29 in den Öl-Einleitanschluss 29a von Vorsteuerventil 7 eingeleitet wird, beginnt sich Steuerkolben 32 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten zu bewegen. Wenn der Pumpen-Ableitdruck den Hydraulikdruck P1 erreicht, wird Steuerkolben 32 an eine geringfügig nach unten verschobene axiale Position verschoben. Wenn der Steuerkolben 32 von der obersten axialen Feder-Versatzposition geringfügig nach unten verschoben wird, bleibt Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 durch den ersten Steg 32a unterbrochen. Daher findet keine Zufuhr von Hydraulikdruck zu der Steuer-Ölkammer 16 statt.
-
Der vorgegebene Federdruck (die eingestellte Federkraft) von Schraubenfeder 28 ist, wie bereits beschrieben, auf eine Federkraft eingestellt (wenn Nockenring 5 an seiner ursprünglichen Einstellungsposition gehalten wird), durch die Nockenring 5 beginnt, von der ursprünglichen Einstellungsposition durch den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben zu werden, der der Steuer-Ölkammer 16 ohne Druckverringerung zugeführt wird, und dann werden der geometrische Mittelpunkt von Nockenring 5 sowie die Drehachse von Antriebswelle 3 konzentrisch zueinander, d. h., die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 wird 0. So wird, wenn Steuerkolben 32 weiter nach unten verschoben wird und dadurch der erste Steg 32a eine weitere nach unten verschobene Position erreicht, wie sie in 4 dargestellt ist, Verbindung des Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 wird über eine kleine Öffnung (die auch als eine Drosselblende dient) hergestellt, die entsteht, wenn der erste Steg 32a weiter nach unten verschoben wird. So wird der reduzierte Hydraulikdruck der Steuer-Ölkammer 16 über den ersten Verbindungsdurchlass 35 zugeführt, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom durch eine Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn reguliert werden.
-
Wenn der über den ersten Verbindungsdurchlass 35 der Steuer-Ölkammer 16 zugeführte Hydraulikdruck zu hoch ist, wird von Nockenring 5 stark entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und dadurch nimmt der Pumpen-Ableitstrom ab. Dadurch kommt es zu einem Abfall des der Haupt-Ölleitung 25 zugeführten Hydraulikdrucks, und so kann Steuerkolben 32 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach oben verschoben werden. So wird die Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 32a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 verbindet, kleiner, so dass der der Steuer-Ölkammer 16 zugeführte Hydraulikdruck abnimmt.
-
Umgekehrt wird, wenn über den ersten Verbindungsdurchlass 35 der Steuer-Ölkammer 16 zugeführte Hydraulikdruck zu niedrig ist, Nockenring 5 nur geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so nimmt die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 zu, und dadurch steigt der Pumpen-Ableitstrom zu stark an. Dadurch kommt es zu einem Anstieg des der Haupt-Ölleitung 25 zugeführten Hydraulikdrucks und damit einer Bewegung von Steuerkolben 32 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten. So wird die Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 32a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 verbindet, größer, so dass der der Steuer-Ölkammer 16 zugeführte Hydraulikdruck ansteigt.
-
Auf diese Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 mittels einer geeigneten Änderung der Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 32a gebildet wird, um den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 zu verbinden, entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen Hydraulikdruck P1 gehalten werden kann. Des Weiteren kann der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 mittels einer vergleichsweise geringen axialen Bewegung von Steuerkolben 32 (insbesondere des ersten Stegs 32a), nahezu ohne durch eine Federkonstante von Ventil-Feder 34 beeinflusst zu werden, entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden.
-
D. h. selbst wenn eine geringfügige Schwankung des Hydraulikdrucks (Pumpen-Ableitdruck) stattfindet, ist es möglich, die Strömungs-Durchlassfläche der durch den ersten Steg 32a gebildeten kleinen Öffnung zufriedenstellend zu ändern. So kommt es, selbst wenn die Motordrehzahl zunimmt, zu einem geringeren Anstieg des Hydraulikdrucks. Dadurch kann, wie aus der mit der horizontalen durchgehenden Linie ”b” in 6 angedeuteten Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie ersichtlich ist, der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen konstanten Druckpegel P1 gesteuert bzw. reguliert werden.
-
Des Weiteren kommt es, wenn eine Änderung der Verteilung von Hydraulikdruck, der auf die Innenumfangsfläche 5a von Nockenring 5 ausgeübt wird, aufgrund einer Änderung der Motordrehzahl stattfindet, zu einer Änderung der Temperatur des Arbeitsöls (einer Änderung der Viskosität des Öls), zum Beimischen von Luft in Arbeitsöl (Schmieröl), und/oder dem Auftreten von Kavitation und damit einer Schwankung des Hydraulikdrucks, durch die Nockenring 5 um den Drehbolzen herum verschoben werden kann. In diesem Fall kann, nachdem der vorgegebene Hydraulikdruck P1 erreicht worden ist und damit Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 hergestellt worden ist, der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 mittels einer entsprechenden Änderung der Strömungs-Durchlassfläche der durch den ersten Steg 32a gebildeten kleinen Öffnung entsprechend gesteuert oder reguliert werden, ohne durch eine Änderung der Hydraulikdruck-Verteilung beeinflusst zu werden.
-
Wenn die Motordrehzahl die vorgegebene Bezugs-Motordrehzahl ”N” erreicht, die in 6 dargestellt ist, ergibt sich die Notwendigkeit von Ölstrahleinspritzung zum Kühlen von Hubkolben. Auch bei ganz geöffneter Drosselklappe (WOT) oder maximalem Motordrehmomentausgang ergibt sich die Notwendigkeit der Zufuhr von Hydraulikdruck eines Hochdruckpegels P2 zu Wellenzapfenlagern der Motor-Kurbelwelle.
-
Dabei ergibt sich auch, wenn der Motor bei niedrigen Drehzahlen läuft, die unter der vorgegebenen Bezugs-Motordrehzahl ”N” liegen oder ihr entsprechen, die Motorlast jedoch hoch ist, das heißt bei Hochlastbetrieb, die Notwendigkeit von Ölstrahleinspritzung. Daher muss auch bei Betrieb mit mittlerer Drehzahl, jedoch hoher Last, wie er mit der unterbrochenen Linie in 6 dargestellt ist, sowie im Bereich ”c” hoher Drehzahl, wie er mit der durchgehenden Linie in 6 dargestellt ist, der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erhöht werden. In diesem Fall erzeugt die Steuereinheit einen Befehl (ein AUS-Signal) zum Enterregen der elektromagnetischen Spule des Elektromagneten 45 von Richtungs-Steuerventil 8.
-
D. h. die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 wird, wie in 5 deutlich gezeigt, enterregt, und ein Druck auf das Kugelventil 44 in Richtung des Elektromagnet-Steueranschlusses 43 durch Ausfahren von Druckstange 49 wird aufgehoben. Dadurch bewegt sich das Kugelventil 44 durch Hydraulikdruck in Elektromagnet-Steueranschluss 43 in der entgegengesetzten axialen Richtung (d. h. nach unten) und sperrt bzw. verhindert den Strom von Arbeitsfluid durch den zylindrischen Durchlass 50. So wird Fluidverbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 über den zylindrischen Durchlass 50 unterbrochen, und gleichzeitig wird Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 hergestellt. Dadurch wird Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) in die Druckaufnahmekammer 38 eingeleitet, da der Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 stets mit dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 vom Vorsteuerventil 7 in Verbindung steht.
-
Der gleiche hydraulische Druck in dem Abzweigungsdurchlass 29 wird sowohl in die Druckaufnahmekammer 38 als auch den Öl-Einleitanschluss 29a eingeleitet. Jedoch ist der Druckaufnahmebereich der Druckaufnahmefläche 33b des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser so bemessen, dass er größer ist als der der Oberseite (die als ein Druckaufnahmeabschnitt dient) des ersten Stegs 32a, und daher bewegen sich drei einzelne Teile, d. h. Steuerkolben 32, Ventil-Feder 34 und der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser zusammen nach oben auf den Öl-Einleitanschluss 29a zu. Dabei wird eine maximale Verschiebung des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser nach oben durch Anschlagen der Oberseite des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser an dem abgestuften Abschnitt 30c beschränkt, der zwischen der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und der Bohrung 30b mit großem Durchmesser ausgebildet ist (siehe 5).
-
Bei der Aufwärtsbewegung von Steuerkolben 32 bewegt sich natürlich auch der erste Steg 32a nach oben und erreicht die in 1 gezeigte oberste axiale Position. So wird Verbindung des ersten Verbindungsdurchlasses 35 mit dem Abfluss-Durchlass 37 über das radiale Durchgangsloch 32f des Schaftes 32c mit kleinem Durchmesser hergestellt. Dadurch kommt es zu einem Abfall des Hydraulikdrucks in der Steuer-Ölkammer 16. So bewegt sich Nockenring 5 aufgrund der Federkraft von Schraubenfeder 28 wieder in der Richtung, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt. Daher nimmt der Pumpen-Ableitstrom zu, und damit steigt der von der Pumpe ausgegebene Hydraulikdruck auf den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2. Aufgrund des angestiegenen Pumpen-Ableitstroms steigt auch der Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29). So bewegt sich Steuerkolben 32 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34, wie in 5 gezeigt, nach unten.
-
Auf diese Weise erreicht, wie oben erläutert, der erste Steg 32a die in 4 gezeigte weiter unten befindliche Position, sobald der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erreicht. Dadurch wird Verbindung des Öl-Einleitanschlusses 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 über eine kleine Öffnung (die auch als eine Drosselblende dient) hergestellt, die entsteht, wenn der erste Steg 32a von Vorsteuerventil 7 weiter nach unten verschoben wird. Damit wird der verringerte Hydraulikdruck über den ersten Verbindungsdurchlass 35 in die Steuer-Ölkammer 16 eingeleitet.
-
Der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 wird durch das Vorsteuerventil 7 so gesteuert, dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gehalten werden kann. Das Steuerverfahren sowie der Vorgang zum Halten des Pumpen-Ableitdrucks auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 sind die gleichen wie die bereits bezüglich des Haltens des Pumpen-Ableitdrucks auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P1 beschriebenen.
-
In der ersten Ausführungsform kann, wie oben erläutert, durch Erregungs/Enterregungs-Steuerung (AN/AUS-Steuerung) für die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 der Ableitdruck von der Pumpe zu der Haupt-Ölleitung 25 zwischen zwei Arten hydraulischer Druckpegel gesteuert bzw. umgestellt werden, d. h. niedrigem Hydraulikdruck-Pegel P1 und hohem Hydraulikdruck-Pegel P2.
-
Des Weiteren kann der gesteuerte Ableitdruck mittels einer entsprechenden Änderung der Strömungsdurchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 32a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 verbindet, unabhängig von Motor-Betriebsbedingungen, wie beispielsweise einer Änderung der Motordrehzahl, einer Änderung der Motor-Temperatur und dergleichen, auf einem vorgegebenen konstanten Druckpegel gehalten werden.
-
Die Beziehung (einschließlich einer relativen Druckdifferenz) zwischen den zwei unterschiedlichen Pumpen-Förderdrücken (d. h. Einstellungen zweier Arten von Hydraulikdruck-Pegeln P1 und P2) kann durch ein Maß der Ausdehnung und Verkürzung von Ventil-Feder 34 sowie eine Federkonstante von Ventil-Feder 34 bestimmt werden. Die Einstellungen zweier Arten von Pumpen-Förderdrücken müssen entsprechend dem Typ des Verbrennungsmotors geändert werden. In der dargestellten Ausführungsform können gewünschte Einstellungen zweier Arten von Pumpen-Förderdrücken leicht mittels einer Einstellungsänderung (beispielsweise einer Änderung der Federkonstante) von Ventil-Feder 34 ohne Änderung des Aufbaues oder Änderung der Konstruktion an anderen Einzelteilen (beispielsweise des Nockenrings und/oder des Pumpengehäuses) erzielt werden. Daher ist es nicht notwendig, einen Grundaufbau des Pumpenkörpers von Beginn an umzugestalten oder neu zu fertigen, wodurch die Herstellungskosten erheblich reduziert werden. Des Weiteren ist es, selbst wenn die gewünschten Einstellungen zweier Arten von Pumpen-Ableitdrücken nicht nur mittels einer Einstellungsänderung (beispielsweise lediglich einer Änderung der Federkonstante) von Ventil-Feder 34 hergestellt werden können, möglich, die gewünschten Einstellungen herzustellen, indem die axiale Länge von Anschlagvorsprung 33c des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser, die Ausbildungsposition des abgestuften Abschnitts 30c zwischen der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und der Bohrung 30b mit großem Durchmesser und/oder Ausbildungsposition des abgesetzten Abschnitts der konischen Lagerungsfläche 29b zwischen Öl-Einleitanschluss 29a und der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser geringfügig abgewandelt oder geändert werden/wird.
-
Wenn Hydraulikdruck in der Druckaufnahmekammer 38 hoch wird, wird der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser in anliegenden Eingriff (in Wandkontakt) mit dem abgestuften Abschnitt 30c gebracht, um eine gute Dichtung zwischen Druckaufnahmekammer 38 und Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser zu gewährleisten. Daher ist es nicht notwendig, die Genauigkeit oder die Qualität hinsichtlich des Zwischenraums zwischen der Innenumfangs-Wandfläche von Bohrung 30b mit großem Durchmesser und der Außenumfangs-Wandfläche des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser streng zu regulieren bzw. zu kontrollieren.
-
Des Weiteren sind Steuerkolben 32 und der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser zwei separate Einzelteile. Daher ist es nicht erforderlich, die Genauigkeit oder die Qualität bezüglich der Konzentrizität von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Bohrung 30b mit großem Durchmesser streng zu überwachen bzw. zu kontrollieren. Unter den oben erläuterten Aspekten wird der Herstellungs- bzw. Bearbeitungsvorgang erleichtert.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie AN/AUS-Steuerung für die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 auf Basis des Motor-Betriebszustandes (insbesondere aktuellster Informationen über Motordrehzahl und/oder Motorlast) steuert. Dabei ist das verstellbare Ölpumpensystem der Ausführungsform so eingerichtet, dass es den Pumpen-Ableitdruck, unter vollständiger Berücksichtigung von Ausfallsicherheit beim Auftreten eines Fehlers des Systems zum Steuern des Pumpen-Ableitdrucks, beispielsweise unerwünschter Beschädigung der elektromagnetischen Spule (siehe Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie, die mit der horizontalen durchgehenden Linie ”c” in 6 dargestellt ist), bis zu dem Hochdruckpegel P2 erhöht, wenn die elektromagnetische Spule enterregt ist (in ihrem AUS-Zustand gehalten wird).
-
Des Weiteren sind in der dargestellten Ausführungsform ein erster und ein zweiter Ölfilter 51–52 in der Nähe des Abzweigungspunktes der stromauf liegenden Seite der Haupt-Ölleitung 25 und des Abzweigungsdurchlasses 29. Damit ist es möglich, das Eindringen von Verunreinigungen und/oder Metallteilchen in das Vorsteuerventil 7 und/oder das Richtungs-Steuerventil 8 mittels doppelter Filterwirkung dieser Ölfilter entsprechend zu verhindern. Daher verringert sich die Gefahr von mangelhaftem Betrieb (beispielsweise ein klemmendes Ventil) des Vorsteuerventils 7 und/oder des Richtungs-Steuerungsventils 8, der aufgrund von Verunreinigungen und/oder allteilchen auftreten kann.
-
Angenommen, es kommt zu unerwünschtem Verstopfen wenigstens eines von dem ersten und dem zweiten Ölfilter 51–52. In diesem Fall kann aufgrund des verstopften Ölfilters kein Hydraulikdruck in die Steuer-Ölkammer eingeleitet werden, und so kann der Nockenring 5 an seiner ursprünglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität gehalten werden, die in 1 dargestellt ist. Ein Ablassventil (nicht dargestellt), das in den Zeichnungen nicht ausdrücklich dargestellt ist, beginnt zu arbeiten, wenn der Pumpen-Ableitdruck aufgrund der Winkelposition maximaler Exzentrizität zu hoch wird. So kann ein zu starker Anstieg des Pumpen-Ableitdrucks verhindert werden. Selbst wenn es zu einem Ausfall des Hydraulikkreises zum Steuern des Pumpen-Ableitdrucks kommt, d. h. zu unerwünschtem Verstopfen des Hydraulikkreises, kann ein hoher Pumpen-Ableitdruck gewährleistet werden. So ist es selbst bei Betrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last möglich, entsprechend zu verhindern, dass der Motor aufgrund von unzureichendem Hydraulikdruck beschädigt wird.
-
Zweite Ausführungsform
-
In 7 ist das verstellbare Ölpumpensystem der zweiten Ausführungsform dargestellt. Der Grundaufbau der zweiten Ausführungsform gleicht dem der ersten Ausführungsform. Daher werden die gleichen Bezugszeichen, wie sie zum Kennzeichnen von Bauteilen (Elementen) in dem in 1–5 gezeigten Pumpensystem verwendet werden, auf die in 7–9 gezeigten Bezugszeichen angewendet, um die zwei unterschiedlichen Pumpensysteme zu vergleichen. Auf ausführliche Beschreibung der gleichen Bauteile (Elemente) wird verzichtet, da angenommen wird, dass die obenstehende Beschreibung derselben für sich selbst spricht.
-
D. h. bei der zweiten Ausführungsform ist des Weiteren eine zweite Steuer-Ölkammer 53 an dem Teil des Außenumfangs von Nockenring 5 unterhalb des Drehbolzens 10 ausgebildet, der als ein Drehpunkt der Oszillationsbewegung von Nockenring 5 dient. Des Weiteren unterscheidet sich der Aufbau von Steuerkolben 57 von Vorsteuerventil 7 der zweiten Ausführungsform von dem Aufbau von Steuerkolben 32 der ersten Ausführungsform.
-
D. h. die erste Steuer-Ölkammer 16 ist zwischen dem Innenumfang von Pumpengehäuse 1 und dem Teil des Außenumfangs von Nockenring 5 oberhalb von Nockenring-Bezugslinie ”M” ausgebildet, während die zweite Steuer-Ölkammer 53 zwischen dem Innenumfang von Pumpengehäuse 1 und dem Teil des Außenumfangs von Nockenring 5 unterhalb der Nockenring-Bezugslinie ”M” ausgebildet ist. In 7 sind das unterste Ende der ersten Steuer-Ölkammer 16 sowie das oberste Ende der zweiten Steuer-Ölkammer 53 in der Nähe des Drehbolzens 10 so angeordnet, dass die Nockenring-Bezugslinie ”M” zwischen der ersten und der zweiten Steuer-Ölkammer 16 und 53 eingeschlossen ist.
-
Was die erste Steuer-Ölkammer 16 angeht, so wird Hydraulikdruck in dem Abzweigungsdurchlass 29 stets direkt von einem Einleit-Durchlass 54, der von dem Abzweigungsdurchlass 29 abzweigt, über die erste Verbindungsbohrung 36 zu der ersten Steuer-Ölkammer D. h. die erste Steuer-Ölkammer 16 dient als eine Kammer, auf die normaler Druck ausgeübt wird. Durch den in die erste Steuer-Ölkammer 16 eingeleiteten Hydraulikdruck wird eine Kraft erzeugt, durch die der Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn so gedreht bzw. gespannt wird, dass die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 abnimmt.
-
Was die zweite Steuer-Ölkammer 53 angeht, wird Hydraulikdruck in dem Abzweigungsdurchlass 29 von dem Vorsteuerventil 7 über eine zweite Verbindungsbohrung 55, die parallel zu der ersten Verbindungsbohrung 36 ausgebildet ist, in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet. Der in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitete Hydraulikdruck erzeugt eine Kraft, die die Federkraft von Schraubenfeder 28 unterstützt und durch die der Nockenring 5 im Uhrzeigersinn so gedreht bzw. gespannt wird, dass die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt.
-
Es wird angenommen, dass der gleiche Hydraulikdruck sowohl der ersten Steuer-Ölkammer 16 als auch der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zugeführt wird. In diesem Fall neigen die Kraft, die durch den der ersten Steuer-Ölkammer 16 zugeführten gleichen Hydraulikdruck erzeugt wird und bewirkt, dass sich der Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und die Kraft, die durch den der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zugeführten gleichen Hydraulikdruck erzeugt wird und bewirkt, dass sich der Nockenring 5 im Uhrzeigersinn dreht, dazu, einander aufzuheben. Daher ist, wenn der ersten und der zweiten Steuer-Ölkammer 16 und 53 der gleiche Hydraulikdruck zugeführt wird, der Hydraulikdruck, der eine Verschiebung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 bewirkt, niedriger. D. h. die erste und die zweite Steuer-Ölkammer 16 und 53 (d. h. das Verhältnis zwischen dem Druckaufnahmeabschnitt eines Bereiches der Außenumfangsfläche von Nockenring 5, der mit der ersten Steuer-Ölkammer 16 zusammenhängt, und dem Druckaufnahmebereich eines Abschnitts der Außenumfangsfläche von Nockenring 5, der mit der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zusammenhängt) sind so gestaltet, dass Nockenring 5, wenn der ersten und der zweiten Steuer-Ölkammer 16 und 53 der gleiche Hydraulikdruck zugeführt wird, nicht gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 in der Richtung gedreht bzw. verschoben werden kann, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 abnimmt.
-
Wenn eine Verringerung der Kraft, die die Federkraft von Schraubenfeder 28 unterstützt, aufgrund eines Abfalls von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 stattfindet, kann, wie in 9 gezeigt, Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht bzw. verschoben werden, so dass die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 abnimmt. Des Weiteren werden aus Sicherheitsgründen (für ausfallsichere Funktion) a) der Federdruck W von Schraubenfeder 28, die auf den Arm 26 ausgeübt wird, und b) das Verhältnis zwischen dem Druckaufnahmebereich eines Abschnitts der Außenumfangsfläche von Nockenring 5, der mit der ersten Steuer-Ölkammer 16 zusammenhängt, und dem Druckaufnahmebereich eines Abschnitts der Außenumfangsfläche von Nockenring 5, der mit der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zusammenhängt, so festgelegt, dass eine Drehbewegung oder eine Verschiebung entgegen dem Uhrzeigersinn von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 durch das Wirken von Hydraulikdruck von ungefähr 1 MPa sowohl auf die erste Steuer-Ölkammer 16 als auch die zweite Steuer-Ölkammer 53 stattfinden kann.
-
Um die erste und die zweite Steuer-Ölkammer 16 und 53 auszubilden, ist zusätzlich zu der ersten Dichtungsfläche 1e eine kreisbogenförmige zweite Dichtungsfläche 1i an der Innenumfangsfläche eines Erweiterungsabschnitts 1h eingerichtet bzw. ausgebildet, der integral so ausgebildet ist, dass er einen Teil des Pumpengehäuses 1 erweitert. Die zweite Dichtungsfläche 1i ist so eingerichtet, dass sie in Bezug auf die Drehachse von Antriebswelle 3 nahezu punktsymmetrisch zu der ersten Dichtungsfläche 1e ist. Zusätzlich zu dem ersten vorstehenden Abschnitt 5e weist der Nockenring einen zweiten vorstehenden Abschnitt 5f an einer vorgegebenen Winkelposition auf, die im Wesentlichen dem Erweiterungsabschnitt 1h von Pumpengehäuse 1 entspricht. Auf ähnliche Weise wie die erste Dichtungs-Haltenut 5b, die in dem ersten vorstehenden Abschnitt 5e ausgebildet ist, um das erste Dichtungselement 13 zu halten, ist eine Dichtungs-Haltenut in der Außenumfangsfläche des zweiten vorstehenden Abschnitts 5f ausgebildet, um ein zweites Dichtungselement 56 zu halten und permanenten Gleitkontakt zwischen dem zweiten Dichtungselement 56 und der zweiten Dichtungsfläche 1i zuzulassen.
-
Andere Einzelteile sind die gleichen wie bei der Pumpen-Konstruktionseinheit des verstellbaren Ölpumpensystems der ersten Ausführungsform, und auch deren Funktionen sind die gleichen.
-
Auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform Vorsteuerventil 7 mit drei zylindrischen Bohrungen (d. h. Öl-Einleitanschluss 29a, Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Bohrung 30b mit großem Durchmesser) versehen, die jeweils voneinander verschiedene Innendurchmesser haben. Ein Steuerkolben 57 von Vorsteuerventil 7, der in dem verstellbaren Ölpumpensystem der zweiten Ausführungsform enthalten ist, weist drei axial beabstandete Stege (d. h. einen ersten, einen zweiten und einen dritten Steg 57a, 57b und 57c) sowie einen ersten Schaft 57d mit kleinem Durchmesser zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 57a–57b und einen zweiten Schaft 57e mit kleinem Durchmesser zwischen dem zweiten und dem dritten Steg 57b–57c auf. Eine erste Ringnut 57h zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 57a–57b ist an dem Außenumfang des ersten Schaftes 57d mit kleinem Durchmesser ausgebildet, während eine zweite Ringnut 57i zwischen dem zweiten und dem dritten Steg 57b–57c an dem Außenumfang des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
-
Steuerkolben 57 weist eine zylindrische Bohrung 57f auf, die an ihrem unteren Ende verschlossen ist und entlang der Achse von Steuerkolben 57 verläuft. Die zylindrische Bohrung 57f steht dauerhaft mit dem Öl-Einleitanschluss 29a in Verbindung. Der zweite Schaft 57e mit kleinem Durchmesser hat ein radiales Durchgangsloch 57g, das Verbindung zwischen der zweiten Ringnut 57i und der zylindrischen Bohrung 57f über das radiale Durchgangsloch 57g herstellt.
-
Ein Öffnungsende 58a eines dritten Verbindungsdurchlasses 58 ist so eingerichtet, dass es sich in den axialen Zwischenabschnitt der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 hinein öffnet. Das andere Ende des dritten Verbindungsdurchlasses 58 steht mit der zweiten Steuer-Ölkammer 53 über eine zweite Verbindungsbohrung 55 in Verbindung, die in der rechten Abschlusswand von Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist. Ein Öffnungsende 59a eines Abflussdurchlasses 59, der mit der Ölwanne in Verbindung steht, ist so eingerichtet, dass es sich in den Abschnitt von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser oberhalb des Öffnungsendes 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 hinein öffnet.
-
Das Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 und das Öffnungsende 59a des Abflussdurchlasses 59 werden in Abhängigkeit von der axialen Position des gleitenden Steuerkolbens 57 (insbesondere der axialen Position des zweiten Stegs 57b) zueinander geöffnet oder geschlossen, so dass Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 oder Fluidverbindung zwischen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 und dem Abflussdurchlass 59 hergestellt oder unterbrochen wird.
-
Ansonsten ist der Aufbau von Vorsteuerventil 7 der zweiten Ausführungsform der gleiche wie der der ersten Ausführungsform. D. h. Ventil-Feder 34 ist zwischen dem Steuerkolben 57 und dem Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser unter Vorspannung so angeordnet, dass der Steuerkolben 57 und der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser in einander entgegensetzte Richtungen voneinander weg gespannt werden (siehe 7).
-
Steuerkolben 57 wird, wie aus 7 deutlich ersichtlich ist, durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach oben gedrückt gespannt, und dadurch sitzt die ringförmige Spitze des ersten Stegs 57a von Steuerkolben 57 auf der konische Auflagefläche 29b auf, die zwischen Öl-Einleitanschluss 29a und Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Des Weiteren wird, was den Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser angeht, sein Anschlagvorsprung 33c durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 31 gebracht, so dass die Druckaufnahmekammer 38 mit großem Durchmesser zwischen der Unterseite (Druckaufnahmefläche 33b mit großem Durchmesser) des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser und der Innenfläche von Abdeckungselement 31 gebildet wird, wobei das Abdeckungselement dazu dient, das unterste Ende der Bohrung 30b mit großem Durchmesser hermetisch zu verschließen. Dabei befindet sich Ventil-Feder 34 unter Vorspannung (d. h. unter einer bestimmten vorgegebenen Federspannung) zwischen dem Steuerkolben 57 und dem Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser.
-
Der Ventilaufbau des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerventils 8, das in dem Pumpensystem der zweiten Ausführungsform enthalten ist, ist identisch mit dem der ersten Ausführungsform. Der Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 des Richtungs-Steuerventils 8 ist so eingerichtet, dass er über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 permanent mit der Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 in Verbindung steht.
-
Funktion der zweiten Ausführungsform
-
Die Funktion des verstellbaren Ölpumpensystems der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennliniendiagramm in 6 ausführlich beschrieben.
-
In 7 ist der ursprüngliche Arbeitszustand des Pumpensystems der zweiten Ausführungsform beim Betrieb des Motors mit niedrigen Drehzahlen dargestellt, d. h. im Zustand des Startens der Pumpe, in dem der Pumpen-Ableitdruck noch niedrig ist. Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt, und so fährt die Druckstange 49 aus und drückt das Kugelventil 44 nach oben. Dadurch wird das Öffnungsende von Elektromagnet-Steueranschluss 43 durch das Kugelventil 44 geschlossen, und damit wird Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 wird hergestellt. Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 ist so eingerichtet, dass er dauerhaft mit dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 von Vorsteuerventil 7 in Verbindung steht. Daher wird Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 über den zweiten Verbindungsdurchlass 39, den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46, den zylindrischen Durchlass 50 sowie den Abflussanschluss 47 mit der Ölwanne in Verbindung gebracht. Es wirkt kein Hydraulikdruck auf die Druckaufnahmefläche 33b des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser. D. h. die Druckaufnahmekammer 38 nimmt einen Zustand mit niedrigem Druck ein. Anschlagvorsprung 33c des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser wird durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegendem Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 31 gehalten.
-
Des Weiteren liegt das ringförmige obere Ende des ersten Stegs 57a von Steuerkolben 57 aufgrund der Federkraft von Ventil-Feder 34 an der konischen Auflagefläche 29b an bzw. sitzt darauf. Wenn sich der Steuerkolben 57 an der obersten axialen Position befindet, wird Verbindung zwischen der zweiten Ringnut 57i des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 hergestellt, und so wird Fluidverbindung zwischen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 und dem Öl-Einleitanschluss 29a über das radiale Durchgangsloch 57g des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser hergestellt.
-
Der dritte Verbindungsdurchlass 58 ist so eingerichtet, dass er dauerhaft mit der zweiten Verbindungsbohrung 55 in Verbindung steht. Daher steht die zweite Steuer-Ölkammer 53 in Verbindung mit dem Öl-Einleitanschluss 29a und wird so in einem Zustand gehalten, in dem Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet wird.
-
Des Weiteren ist die erste Steuer-Ölkammer 16 so eingerichtet, dass sie über die erste Verbindungsbohrung 36, den Einleit-Durchlass 54 und den Abzweigungsdurchlass 29 stets mit der Haupt-Ölleitung 25 in Verbindung steht. So wird Hydraulikdruck mit dem gleichen Druckpegel von der Haupt-Ölleitung 25 sowohl der ersten Steuer-Ölkammer 16 als auch der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zugeführt. Es findet keinerlei Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn statt, und daher wird Nockenring 5 in seiner ursprünglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität) gehalten, wie sie in 7 gezeigt wird. Unter diesen Bedingungen steigen sowohl der Pumpen-Ableitdruck als auch die Pumpen-Ableitmenge proportional, wenn die Motordrehzahl zunimmt (siehe die in 6 gezeigte Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie in einem Niedrigdrehzahl-Bereich ”a”).
-
Wenn der gestiegene Hydraulikdruck von der Haupt-Ölleitung 25 über den Abzweigungsdurchlass 29 in den Öl-Einleitanschluss 29a von Vorsteuerventil 7 eingeleitet wird, beginnt sich Vorsteuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten zu bewegen. Wenn der Pumpen-Ableitdruck den Hydraulikdruck P1 erreicht, bewegt sich Steuerkolben 57 an eine geringfügig nach unten verschobene axiale Position (siehe die in 8 gezeigte axiale Position von Steuerkolben 57). Wenn der Steuerkolben 57 von der obersten axialen Feder-Versatzposition aus geringfügig nach unten verschoben wird, wird Fluidverbindung zwischen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 und dem Öl-Einleitanschluss 29a über das radiale Durchgangsloch 57g des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser durch die Innenumfangs-Wandfläche von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser unterbrochen. Im Unterschied dazu wird Fluidverbindung zwischen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 und dem Abflussdurchlass 59 über die erste Ringnut 57h hergestellt. Dadurch wird Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 über den dritten Verbindungsdurchlass 58 und den Abflussdurchlass 59 in der Ölwanne abgelassen, und so gelangt die zweite Steuer-Ölkammer 53 in einen Niederdruck-Zustand.
-
Der vorgegebene Federdruck (die eingestellte Federkraft) von Schraubenfeder 28 ist (wenn Nockenring 5 in seiner ursprünglichen Einstellungsposition gehalten wird) auf eine Federkraft eingestellt, durch die verhindert wird, dass Nockenring 5 gegenüber der ursprünglichen Einstellungsposition entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben wird, wenn der zweiten Steuer-Ölkammer 53 Hydraulikdruck des vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegels 1 ohne Druckverringerung zugeführt wird. Wenn sich jedoch der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 verringert, beginnt Nockenring 5, sich gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, so dass der Pumpen-Ableitstrom reguliert werden kann.
-
Wenn Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu hoch ist, wird Nockenring 5 stark gegen den Uhrzeigersinn verschoben, und dadurch nimmt der Pumpen-Ableitstrom ab. Dadurch kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29), und so kann Steuerkolben 57 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 geringfügig nach oben verschoben werden. Dadurch wird die Strömungsdurchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57h mit dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 verbindet, kleiner, und so nimmt die Menge an Arbeitsfluid, die von der kleinen Öffnung über die erste Ringnut 57h zu dem Abflussdurchlass 59 geleitet wird, ab. Dadurch steigt Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53.
-
Umgekehrt wird, wenn Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu hoch ist, Nockenring 5 nur geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und dadurch nimmt der Pumpen-Ableitstrom zu. Infolge dessen kommt es zu einem Anstieg von der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) zugeführtem Hydraulikdruck, und so findet eine Bewegung von Steuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten statt. Dadurch wird die Strömungsdurchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57h mit dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 verbindet, größer, und so nimmt die Menge an Arbeitsfluid, die von der kleinen Öffnung über die erste Ringnut 57h zu Abflussdurchlass 59 geleitet wird, zu. Dadurch fällt Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 ab.
-
Auf diese Weise wird, sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und der zweiten Steuer-Ölkammer 53 über den dritten Verbindungsdurchlass 58 unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 wird hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 mittels einer entsprechenden Änderung der Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57h mit dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 verbindet.
-
Des Weiteren kann der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 mittels einer vergleichsweise geringen axialen Bewegung von Steuerkolben 57 (insbesondere des zweiten Stegs 57b) entsprechend gesteuert oder reguliert werden, ohne durch eine Federkonstante von Ventil-Feder 34 beeinflusst zu werden.
-
D. h. selbst wenn eine geringfügige Schwankung des Hydraulikdrucks (Pumpen-Ableitdruck) auftritt, kann die Strömungs-Durchlassfläche der durch den zweiten Steg 57b gebildeten kleinen Öffnung zufriedenstellend geändert werden. Daher steigt, selbst wenn die Motordrehzahl zunimmt, der Hydraulikdruck weniger an. Damit kann bei der zweiten Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform, wie aus dem mit der horizontalen durchgehenden Linie ”b” in 6 gezeigten Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Trennlinie ersichtlich ist, der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen konstanten Druckpegel P1 gesteuert bzw. reguliert werden.
-
Des Weiteren wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erhöht werden muss, die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt, so dass die Druckstange 49 einfahren kann, um damit Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 herzustellen und gleichzeitig Fluidverbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 über den zylindrischen Durchlass 50 zu unterbrechen. So wird Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) in die Druckaufnahmekammer 38 eingeleitet.
-
Hydraulikdruck mit dem gleichen Druckpegel wird sowohl der Druckaufnahmekammer 38 als auch dem Öl-Einleitanschluss 29a von der Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) zugeleitet. Jedoch ist der Druckaufnahmebereich der Druckaufnahmefläche 33b des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser so bemessen, dass er größer ist als der der Oberseite (die als ein Druckaufnahmeabschnitt dient) von Steuerkolben 57, und daher bewegen sich drei Einzelteile, d. h. Steuerkolben 57, Ventil-Feder 34 und der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser zusammen auf den Öl-Einleitanschluss 29a zu nach oben. Dabei wird eine maximale Verschiebung des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser nach oben durch Anschlagen der Oberseite des Federlagerungs-Schiebers 33 an den abgestuften Abschnitt 30c zwischen Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Bohrung 30b mit großem Durchmesser (siehe 9) beschränkt.
-
Bei der Aufwärtsbewegung von Steuerkolben 57 bewegt sich natürlich der zweite Steg 57b nach oben, und dann erreicht der Steuerkolben 57 die in 7 gezeigte oberste axiale Position. So wird Verbindung des dritten Verbindungsdurchlasses 58 mit dem Öleinleit-Anschluss 29 über das radiale Durchgangsloch 57g des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser hergestellt. Dadurch kommt es zu einem Anstieg von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53. So bewegt sich aufgrund des gestiegenen Hydraulikdrucks in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 sowie der Federkraft von Schraubenfeder 28 Nockenring 5 wieder in der Richtung, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt. Daher nimmt der Pumpen-Ableitstrom zu, und daher steigt auch der von der Pumpe der Haupt-Ölleitung 25 zugeführte Hydraulikdruck. So bewegt Steuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten.
-
Auf diese Weise erreicht, sobald der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erreicht, der zweite Steg 57b die axiale Position, die dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 entspricht, wie dies in 9 dargestellt ist. Die erste Ringnut 57h kommt über die kleine Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57h mit dem Öffnungsende 58h des dritten Verbindungsdurchlasses 58 verbindet, mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 in Verbindung. So wird Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und der zweiten Steuer-Ölkammer 53 hergestellt. Dadurch fällt Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 ab.
-
Der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 wird durch das Vorsteuerventil 7 so gesteuert, dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gehalten werden kann. Das Steuerverfahren und der Vorgang, mit dem der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gehalten wird, sind die gleichen wie die bereits beschriebenen, mit denen der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P1 gehalten wird.
-
Die Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie sowie die Effekte, die mit dem verstellbaren Ölpumpensystem der zweiten Ausführungsform erzielt werden, sind, wie oben erläutert, die gleichen wie die der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus können mit der zweiten Ausführungsform die weiteren folgenden Funktionen und Effekte erbracht werden. D. h. selbst beim Auftreten einer Fehlfunktion des verstellbaren Ölpumpensystems, d. h. auch in einer abnormalen Situation, in der ein mechanisches Problem, wie beispielsweise ein blockiertes Vorsteuerventil 7 und/oder ein blockiertes Richtungs-Steuerungsventil 8 (d. h. ein hängendes Kugelventil des Vorsteuerventils 7 und/oder ein hängender Steuerkolben des Richtungs-Steuerungsventils 8) aufgrund von Verunreinigungen, Fremdkörpern und dergleichen auftreten/auftritt und damit die Zufuhr von Hydraulikdruck von der Haupt-Ölleitung 25 sowohl zu der ersten Steuer-Ölkammer 16 als auch der zweiten Steuer-Ölkammer 53 aufrechterhalten wird, geht das Pumpensystem, wenn der zugeführte Hydraulikdruck einen Störungssicherungs-Druckpegel (ungefähr 1 MPa) erreicht, sofort in einen Störungssicherungs-Betriebsmodus über, in dem der Nockenring 5 beginnt, sich entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, so dass die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunktes von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 abnimmt.
-
Dritte Ausführungsform
-
In 10 ist das verstellbare Ölpumpensystem der dritten Ausführungsform dargestellt. Der Grundaufbau der dritten Ausführungsform, wie beispielsweise die Pumpen-Konstruktionseinheit der verstellbaren Ölpumpe, gleicht dem der zweiten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform in gewisser Weise dadurch, dass bei der dritten Ausführungsform der Arbeitsfluid-Strömungsdurchlass für die erste Steuer-Ölkammer 16 so eingerichtet ist, dass Hydraulikdruck über das Vorsteuerventil 7 der ersten Steuer-Ölkammer 16 zugeführt oder aus ihr abgeleitet werden kann. Des Weiteren ist bei der dritten Ausführungsform der vorgegebene Federdruck W, der durch Schraubenfeder 28 erzeugt wird, wenn Nockenring 5 an seiner ursprünglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität) gehalten wird, die in 10 dargestellt ist, auf eine Federkraft eingestellt, durch die die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Antriebswelle 3 auf ihrem maximalen Wert gehalten werden kann, wenn der Motor in einen Ruhezustand versetzt wird, in dem die Pumpen-Antriebswelle 3 aufgehört hat, sich zu drehen.
-
Auf ähnliche Weise wie bei der in 1–5 gezeigten ersten Ausführungsform ist bei dem Aufbau des Pumpensystems der in 10–12 gezeigten dritten Ausführungsform ein Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 in der Nähe des Öleinleit-Anschlusses 29a ausgebildet und so eingerichtet, dass es sich in den Abschnitt von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser oberhalb des Öffnungsendes 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 hinein öffnet. Das andere Ende des ersten Verbindungsdurchlasses 35 ist so eingerichtet, dass es über die erste Verbindungsbohrung 36, die in der rechten Abschlusswand von Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, mit der ersten Steuer-Ölkammer 16 in Verbindung steht.
-
Auf ähnliche Weise wie bei der in 7–9 gezeigten zweiten Ausführungsform weist bei der Konstruktion des Pumpensystems der in 10–12 gezeigten dritten Ausführungsform Steuerkolben 57 von Vorsteuerventil 7 drei axial beabstandete Stege (d. h. einen ersten, einen zweiten und einen dritten Steg 57a, 57b und 57c), den ersten Schaft 57d mit kleinem Durchmesser (d. h. die erste Ringnut 57h) zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 57a–57b, sowie den zweiten Schaft 57e mit kleinem Durchmesser (d. h. die zweite Ringnut 57i) zwischen dem zweiten und dem dritten Steg 57b–57c auf.
-
Die Breite (d. h. die axiale Länge) der ersten Ringnut 57h ist so bemessen, dass sie ungefähr dem Innendurchmesser (d. h. der Öffnungsbreite) des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 entspricht. Die Breite (d. h. die axiale Länge) der zweiten Ringnut 57i ist so bemessen, dass sie annähernd dem Innendurchmesser (d. h. der Öffnungsbreite) des Öffnungsendes 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 entspricht. Der Innendurchmesser (d. h. die Öffnungsbreite) des Öffnungsendes 59a des Abflussdurchlass 59 ist so bemessen, dass sie annähernd der Breite (d. h. der axialen Länge) der ersten Ringnut 57h entspricht. Des Weiteren weist der zweiten Schaft 57e mit kleinem Durchmesser das radiale Durchgangsloch 57g zum Herstellen von Verbindung der zweiten Ringnut 57i mit der zylindrischen Bohrung 57f über das radiale Durchgangsloch 57g auf. In Abhängigkeit von der axialen Position von Steuerkolben 57 (insbesondere der zweiten Ringnut 57i) kann das radiale Durchgangsloch 57g entsprechend mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 in Verbindung gebracht werden.
-
Der Ventilaufbau des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerungsventils 8, das in dem Pumpensystem der dritten Ausführungsform enthalten ist, ist identisch mit dem der zweiten Ausführungsform.
-
Öl, das über den Pumpen-Ableitdurchlass 12b ausgegeben wird, durchläuft den Ölfilter 51 oder einen Ölkühler (nicht dargestellt). Der abgegebene Ölstrom tritt in die Haupt-Ölleitung 25 ein. Dann wird der Ölstrom über die Haupt-Ölleitung 25 sich bewegenden oder gleitenden Motorteilen und hydraulisch betätigten Einrichtungen (beispielsweise einer Ventilsteuereinrichtung) zugeführt bzw. zu ihnen geleitet.
-
Elektromagnet-Steueranschluss 43 von Richtungs-Steuerventil 8 und Öl-Einleitanschluss 29a von Vorsteuerventil 7 sind, wie in 10 deutlich gezeigt, beide mit der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) verbunden. Stattdessen können diese Anschlüsse 43 und 29 mit dem Ableitanschluss 12 oder dem Ableitdurchlass 12b verbunden sein.
-
Der Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 von Richtungs-Steuerventil 8 ist mit dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 von Vorsteuerventil 7 verbunden.
-
Die erste Ringnut 57h von Steuerkolben 57 von Vorsteuerventil 7 ist so eingerichtet, dass sie sich in den Abflussdurchlass 59 hinein öffnet. Die zweite Ringnut 57i ist so eingerichtet, dass sie über das radiale Durchgangsloch 57g in Verbindung mit der zylindrischen Bohrung 57f steht und des Weiteren in Verbindung mit dem Öl-Einleitanschluss 29a steht. Auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben werden, sind auch bei der dritten Ausführungsform der erste und zweite Abflussdurchlass 37 und 59 von Vorsteuerventil 7 sowie Abflussanschluss 47 von Richtungs-Steuerventil 8 so eingerichtet, dass sie mit Ölwanne in Verbindung stehen.
-
Funktion der dritten Ausführungsform
-
Die Funktion des verstellbaren Ölpumpensystems der dritten Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennliniendiagramm in 6 ausführlich beschrieben.
-
In 10 ist der ursprüngliche Arbeitszustand des Pumpensystems der dritten Ausführungsform beim Betrieb des Motors mit niedrigen Drehzahlen dargestellt, d. h. im Zustand des Startens der Pumpe, in dem der Pumpen-Ableitdruck noch niedrig ist.
-
Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt, und so fährt die Druckstange 49 aus und drückt das Kugelventil 44 nach oben. Dadurch wird das Öffnungsende von Elektromagnet-Steueranschluss 43 durch das Kugelventil 44 geschlossen, und damit wird Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 wird hergestellt. Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 ist so eingerichtet, dass er dauerhaft mit dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 von Vorsteuerventil 7 in Verbindung steht. Daher wird Druckaufnahmekammer 38 von Vorsteuerventil 7 über den zweiten Verbindungsdurchlass 39, den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46, den zylindrischen Durchlass 50 sowie den Abflussanschluss 47 mit der Ölwanne in Verbindung gebracht. Es wirkt kein Hydraulikdruck auf die Druckaufnahmefläche 33b des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser. D. h. die Druckaufnahmekammer 38 nimmt einen Zustand mit niedrigem Druck ein.
-
Anschlagvorsprung 33c des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser wird durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegendem Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 31 gehalten.
-
Des Weiteren liegt das ringförmige obere Ende des ersten Stegs 57a von Steuerkolben 57 von Vorsteuerventil 7 aufgrund der Federkraft von Ventil-Feder 34 an der konischen Auflagefläche 29b der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser an bzw. sitzt darauf. Wenn sich der Steuerkolben 57 an der obersten axialen Position befindet, wird Fluidverbindung zwischen dem ersten Verbindungsdurchlass 35 und dem ersten Abflussdurchlass 59 hergestellt, da die erste Ringnut 57h des ersten Schaftes 57d mit kleinem Durchmesser sowohl mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 als auch dem ersten Abflussdurchlass 59 in Verbindung gebracht wird.
-
Der dritte Verbindungsdurchlass 58 wird mit dem Öl-Einleitanschluss 29a über das radiale Durchgangsloch 57g des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser in Verbindung gebracht. Der erste Verbindungsdurchlass 35 ist so eingerichtet, dass er dauerhaft mit der ersten Verbindungsbohrung 36 von Pumpengehäuse 1 steht. Fluidverbindung zwischen der ersten Steuer-Ölkammer 16 und dem Abflussdurchlass 59 wird hergestellt, und daher wird der ersten Steuer-Ölkammer 16 kein Hydraulikdruck zugeführt. Der dritte Verbindungsdurchlass 58 ist so eingerichtet, dass er dauerhaft mit der zweiten Verbindungsbohrung 55 in Verbindung steht. Fluidverbindung zwischen der zweiten Steuer-Ölkammer 53 und dem Öl-Einleitanschluss 29 wird über die zweite Ringnut 57i und das radiale Durchgangsloch 57d hergestellt, und so wird der zweiten Steuer-Ölkammer 53 Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 zugeführt.
-
Hydraulikdruck wird, wie oben erläutert, nur der zweiten Steuer-Ölkammer 53 von der Haupt-Ölleitung 25 über den Abzweigungsdurchlass 29 durchgeführt. Daher kann sich Nockenring 5 nicht gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, und so wird Nockenring 5 weiter in seiner in 10 gezeigten anfänglichen Einstellungsposition (d. h. der Winkelposition maximaler Exzentrizität) gehalten. Unter diesen Bedingungen steigen sowohl der Pumpen-Ableitdruck als auch die Pumpen-Ableitmenge proportional, wenn die Motordrehzahl zunimmt (siehe die in 6 gezeigte Motordrehzahl-Hydraulikdruck-Kennlinie in einem Niedrigdrehzahl-Bereich ”a”).
-
Wenn der gestiegene Hydraulikdruck von der Haupt-Ölleitung 25 über den Abzweigungsdurchlass 29 in den Öl-Einleitanschluss 29a von Vorsteuerventil 7 eingeleitet wird, beginnt sich Vorsteuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten zu bewegen.
-
Wenn der Pumpen-Ableitdruck den Hydraulikdruck P1 erreicht, bewegt sich Steuerkolben 57 an eine geringfügig nach unten verschobene axiale Position (siehe die in Fig. den 11 gezeigte axiale Position von Steuerkolben 57).
-
Der Innendurchmesser (d. h. die Öffnungsbreite) des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 und die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 57a sind so bemessen, dass sie einander annähernd gleich sind. An der speziellen axialen Position von Steuerkolben 57, die in 11 dargestellt ist, kann eine spezielle Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 selektiv zwischen a) einem Strömungsweg von dem ersten Verbindungsdurchlass 35 über die erste Ringnut 57 zu dem ersten Abflussdurchlass 59 und b) einem Strömungsweg von dem Öl-Einleitanschluss 29a zu dem ersten Verbindungsdurchlass 35 umgestellt werden. Des Weiteren kann eine spezielle Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 selektiv zwischen a) einem Strömungsweg von dem ersten Verbindungsdurchlass 58 über die erste Ringnut 57a zu dem Abflussdurchlass 59 und b) einem Strömungsweg von dem Öl-Einleitanschluss 29a über die zweite Ringnut 57i und das radiale Durchgangsloch 57g zu dem dritten Verbindungsdurchlass umgestellt werden. Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 zwischen den zwei verschiedenen Strömungswegen und Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 zwischen den zwei verschiedenen Strömungswegen können im Wesentlichen zur gleichen Zeit durchgeführt werden.
-
Die erste Steuer-Ölkammer 16 steht, wie oben erwähnt, über die erste Verbindungsbohrung 36 dauerhaft mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 in Verbindung, während die zweite Ölkammer 53 über die zweite Verbindungsbohrung 55 permanent mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 in Verbindung steht. Daher können an der speziellen axialen Position von Steuerkolben 57, die in 11 dargestellt ist, Umstellen der Form des Strömungsweges für die erste Steuer-Ölkammer 16 (d. h. des ersten Verbindungsdurchlasses 35) zwischen a) dem Strömungsweg von der ersten Steuer-Ölkammer 16 über die erste Ringnut 57h zu dem Abflussdurchlass 59 und b) dem Strömungsweg von dem Öl-Einleitanschluss 29a zu der ersten Steuer-Ölkammer 16 und Umstellen der Form des Strömungsweges für die zweite Steuer-Ölkammer 53 (des dritten Verbindungsdurchlasses 58) zwischen a) dem Strömungsweg von dem Öl-Einleitanschluss 29a über die zweite Ringnut 57i und das radiale Durchgangsloch 57g zu der zweiten Steuer-Ölkammer 53 und b) dem Strömungsweg von der zweiten Steuer-Ölkammer 53 über die erste Ringnut 57h zu dem Abflussdurchlass 59 synchron zueinander ausgeführt werden. Durch die zwei verschiedenen Strömungsweg-Umstellvorgänge, die synchron zueinander ausgeführt werden können, kommt es zu einer Verschiebung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28, so dass der Pumpen-Ableitstrom reguliert wird.
-
Wenn Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 zu hoch ist oder Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu niedrig ist, wird Nockenring 5 stark entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und dadurch nimmt der Pumpen-Ableitstrom ab. Dadurch kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) und so kann Steuerkolben 57 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 geringfügig nach oben verschoben werden. Aufgrund der geringfügigen Verschiebung des ersten Stegs 57a nach oben verringert sich die Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 57a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 verbindet. Dadurch kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16. Gleichzeitig verringert sich aufgrund der geringfügigen Bewegung des zweiten Stegs 57b nach oben die Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57a mit dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses verbindet und so nimmt die Menge an Arbeitsfluid ab, die über die erste Ringnut 57h von der kleinen Öffnung zu dem Abflussdurchlass 59 geleitet wird. Dadurch kommt es zu einem Anstieg von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53.
-
Umgekehrt wird, wenn Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 zu niedrig ist oder Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu hoch ist, Nockenring 5 nur geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so nimmt der Pumpen-Ableitstrom zu. Dadurch kommt es zu einem Anstieg von Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29), und so kann Steuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 geringfügig nach unten verschoben werden. Aufgrund der geringfügigen Bewegung des ersten Stegs 57a nach unten vergrößert sich die Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 57a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 verbindet. Dadurch kommt es zu einem Anstieg von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16. Gleichzeitig vergrößert sich aufgrund der geringfügigen Bewegung des zweiten Stegs 57b nach unten die Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und die erste Ringnut 57h mit dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 verbindet, und so nimmt die Menge an Arbeitsfluid zu, das von der kleinen Öffnung über die erste Ringnut 57h zu dem Abflussdurchlass 59 geleitet wird. Dadurch kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53.
-
Auf dieses Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 (der ersten Steuer-Ölkammer 53) hergestellt, und gleichzeitig wird Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 (der zweiten Steuer-Ölkammer 53) hergestellt. Anschließend kann der Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 mittels einer entsprechenden Änderung der Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 57a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass verbindet, entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, und gleichzeitig kann der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 mittels einer entsprechenden Änderung der Strömungs-Durchlassfläche der kleinen Öffnung, die durch den zweiten Steg 57b gebildet wird und den Abflussdurchlass 59 mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 verbindet, entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden.
-
Auch bei der dritten Ausführungsform können Hydraulikdruck-Steuerung für die erste Steuer-Ölkammer 16 und Hydraulikdruck-Steuerung für die zweite Steuer-Ölkammer 53 gleichzeitig mittels des ersten und des zweiten Stegs 57a–57b ausgeführt werden. So können Hydraulikdrücke in der ersten und der zweiten Steuer-Ölkammer 16 bzw. 53 verglichen mit der ersten Ausführungsform (1–5) und der zweiten Ausführungsform (7–9) bei der dritten Ausführungsform (10–12) durch eine noch kleinere axiale Bewegung von Steuerkolben 57 (insbesondere des ersten und des zweiten Stegs 57a–57b) vollständig ohne Beeinflussung durch eine Federkonstante von Ventil-Feder 34 noch präziser gesteuert bzw. reguliert werden.
-
Desgleichen wird wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, wenn es erforderlich ist, Hydraulikdruck auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 zu erhöhen, die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt. Das Steuerverfahren und der Vorgang, mit denen der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gehalten wird, sind die gleichen wie bereits für die erste und die zweite Ausführungsform beschriebenen.
-
12 zeigt einen spezifischen Zustand von Vorsteuerventil 7, in dem der Pumpen-Ableitdruck auf den vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gesteuert bzw. reguliert wird. In diesem Fall wird, wie aus dem Querschnitt in 12 zu ersehen ist, Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 in die Druckaufnahmekammer 38 eingeleitet. Mittels des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser bewegen sich Steuerkolben 57, Ventil-Feder 34 sowie Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser zusammen in Richtung des Öl-Einleitanschlusses 29a nach oben. So wird der Federlagerungs-Schieber 33 mit großem Durchmesser in anliegenden Eingriff (in Wandkontakt) mit dem abgestuften Abschnitt 30c zwischen Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Bohrung 30b mit großem Durchmesser gebracht, so dass eine maximale Verschiebung des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser nach oben durch anliegenden Eingriff mit dem abgestuften Abschnitt 30c beschränkt wird. Bei der Bewegung von Steuerkolben 57 nach oben bewegen sich natürlich auch der erste und der zweite Steg 57a–57b nach oben, und dann erreicht der Steuerkolben 57 die in 10 gezeigte oberste axiale Position. So wird der dritte Verbindungsdurchlass 58 mit dem Öl-Einleitanschluss 29a über das radiale Durchgangsloch 57g in Verbindung gebracht, und gleichzeitig wird der erste Verbindungsdurchlass 35 über die erste Ringnut 57h in Verbindung mit dem Abflussdurchlass 59 gebracht. Dadurch kommt es gleichzeitig zu einem Anstieg von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 und einem Abfall von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16. So kehrt aufgrund des gestiegenen Hydraulikdrucks in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 sowie des gefallenen Hydraulikdrucks in der ersten Steuer-Ölkammer 16 Nockenring 5 in der Richtung zurück, in der die Exzentrizität des geometrischen Mittelpunkts von Nockenring 5 zu der Drehachse von Rotor 4 zunimmt. Daher nimmt der Pumpen-Ableitstrom zu, und so steigt auch der von der Pumpe an die Haupt-Ölleitung 25 abgegebene Hydraulikdruck. Dadurch bewegt sich Steuerkolben 57 gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 nach unten. Auf diese Weise erreicht der erste Steg 57a, sobald der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erreicht, die axiale Position, die dem Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 entspricht, und gleichzeitig erreicht der zweite Steg 57b die axiale Position, die dem Öffnungsende 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 entspricht, wie dies in 12 dargestellt ist. Dadurch kommt es simultan zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 und einem Anstieg von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16. Der Pumpen-Ableitdruck kann, wie oben erläutert, auf dem vorgegebenen konstanten Druckpegel P2 gehalten werden.
-
Vierte Ausführungsform
-
In 13A–13C ist eine abgewandelte Vorsteuerventil-Struktur (eine mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur, die weiter unten beschrieben wird) dargestellt, die in das verstellbare Ölpumpensystem der vierten Ausführungsform integriert ist und gegenüber dem Vorsteuerventil 7 (dem mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehenen Vorsteuerventil) der in 1–5 gezeigten ersten Ausführungsform abgewandelt ist. Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der vierten Ausführungsform ist identisch mit der der ersten Ausführungsform. Des Weiteren ist der Aufbau des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerventils 8 der vierten Ausführungsform identisch mit dem der ersten bis dritten Ausführungsform.
-
In der ersten Ausführungsform ist das Vorsteuerventil 7 so eingerichtet, dass es einen Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungswegs für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die ersten Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem Druckablass-Strömungsweg (d. h. dem Öl-Ableitströmungsweg), der mit dem Abflussdurchlass 37 verbunden ist, und b) dem Druckzufuhr-Strömungsweg (d. h. dem Öl-Einleitströmungsweg), der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist, ändert, indem es die axiale Position des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser verschiebt und indem es die axiale Gesamtlänge der Ventil-Feder 34 (d. h. den Federdruck von Ventil-Feder 34) ändert.
-
In der zweiten Ausführungsform ist Vorsteuerventil 7 so eingerichtet, dass es einen Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem Druckzufuhr-Strömungsweg, der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist, und b) dem Druckablass-Strömungsweg, der mit dem Abflussdurchlass 59 verbunden ist, ändert, indem es die axiale Position des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser verschiebt und indem es die axiale Gesamtlänge von Ventil-Feder 34 (d. h. den Federdruck von Ventil-Feder 34) ändert.
-
In der dritten Ausführungsform ist Vorsteuerventil 7 so eingerichtet, dass es einen Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungswegs für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die erste Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem Druckablass-Strömungsweg, der mit dem Abflussdurchlass 59 verbunden ist, und b) dem Druckzufuhr-Strömungsweg, der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist und gleichzeitigem Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem Druckzufuhr-Strömungsweg, der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist, und b) dem Druckablass-Strömungsweg, der mit dem Abflussdurchlass 59 verbunden ist, ändert, indem es die axiale Position des Federlagerungs-Schiebers 33 mit großem Durchmesser verschiebt und indem es die axiale Gesamtlänge von Ventil-Feder 34 (d. h. den Federdruck von Ventil-Feder 34) ändert.
-
Im Unterschied zu dem oben Beschriebenen ist das abgewandelte Vorsteuerventil 7 in der vierten Ausführungsform so eingerichtet, dass es einen Umstelldruck ändert, indem es eine Anschlussposition des Vorsteuerventils ändert bzw. verschiebt.
-
In der vierten Ausführungsform ist, wie in 13A–13C deutlich zu sehen ist, eine Hülse 60, die eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 61 (weiter unten beschrieben) aufweist, zwischen der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 des abgewandelten Vorsteuerventils 7 (kurz Vorsteuerventil 7) und dem Steuerkolben 32 angeordnet. Eine axiale Verschiebung von Hülse 60 wird durch Erregungs-/Enterregungs-Steuerung (AN/AUS-Steuerung) für die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 von Richtungs-Steuerventil 8 erzeugt, so dass die axiale Gesamtlänge (d. h. der Federdruck) von Ventil-Feder 34 geändert werden kann. Dadurch wird Umstellen des Pumpen-Ableitdrucks zwischen Druckpegeln P1 und P2 zweier Stufen gewährleistet.
-
D. h. Hülse 60 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser sowie einem sich radial erstreckenden Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser, der integral mit dem untersten Ende von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Der Außenumfang von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser ist so bearbeitet, dass er mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und der Außenumfangsfläche von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser axial in der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser gleitet. Auf ähnliche Weise ist der Außenumfang von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser so bearbeitet, dass er mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche von Bohrung 30b mit großem Durchmesser und der Außenumfangsfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser axial in der Bohrung 30b mit großem Durchmesser gleitet. Des Weiteren sind zwei Stege 32–32b von Steuerkolben 32 so bearbeitet, dass sie mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum axial in der enganliegenden zylindrischen Bohrung von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser gleiten.
-
Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 61 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete radiale Durchgangslöcher) an einer vorgegebenen axialen Position auf, die im Wesentlichen dem ersten Verbindungsdurchlass 35 entspricht. Die Öffnungsbreite (d. h. die axiale Länge) des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 ist so bemessen, dass der erste Verbindungsdurchlass 35 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Anschlüsse 61 dauerhaft mit den Verbindungsanschlüssen 61 in Verbindung steht.
-
13A zeigt einen Anfangszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der vierten Ausführungsform in einem bestimmten Zustand, dem kein Pumpen-Ableitdruck über den Öl-Einleitanschluss 29a auf die obere Fläche von Steuerkolben 32 wirkt, beispielsweise wenn sich der Motor in einem Ruhezustand befindet, oder während des frühen Stadiums des Anlassens des Motors (d. h. während des Startens der Pumpe). Eine ringförmige Federaufnahme 62 ist integral an dem Innenumfang des unteren Abschnitts von Hülse 60 ausgebildet. Unter Vorspannung (d. h. einem vorgegebenen Soll-Federdruck) befindet sich eine Hülsen-Feder 63 (die als ein drittes Spannelement dient) zwischen der Federaufnahme 62 und der Innenfläche von Abdeckungselement 31, wobei das Abdeckungselement so eingerichtet ist, dass es das unterste Ende von Bohrung 30b mit großen Durchmesser hermetisch verschließt. Ein vorgegebener Federdruck (eine Soll-Federkraft) von Hülsen-Feder 63 (wenn Hülse 60 an ihrer ursprünglichen Einstellungsposition bzw. einer federgespannten Ausgangsposition gehalten wird) ist auf eine Federkraft eingestellt, bei der keine Verschiebung von Hülse 60 nach unten durch das Wirken von Hydraulikdruck über den Öl-Einleitanschluss 29a stattfindet. So drückt in dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 Hülsen-Feder 63 die Hülse 60 in anliegenden Eingriff mit einer abgestuften Auflagefläche 30d, die am obersten Ende von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
-
Abdeckungselement 31 hat einen mittigen Abflussanschluss 31a (ein axiales Durchgangsloch), das in der axialen Richtung von Steuerkolben 32 gebohrt ist. Der Aufbau von Steuerkolben 32 von Vorsteuerventil 7 der vierten Ausführungsform ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. D. h. Steuerkolben 32 weist einen ersten und einen zweiten Steg 32a–32b sowie einen Schaft 32c mit kleinem Durchmesser zwischen ihnen auf. Steuerkolben 32 weist die zylindrische Bohrung 32d auf, die an ihrem oberen Ende verschlossen ist und entlang der Achse von Steuerkolben 32 verläuft. Schaft 32c mit kleinem Durchmesser weist die Ringnut 32e zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 32a–32b auf. Des Weiteren weist Schaft 32c mit kleinem Durchmesser das radiale Durchgangsloch 32f zum Herstellen von Verbindung der Ringnut 32e mit der zylindrischen Bohrung 32d über das radiale Durchgangsloch 32f auf.
-
Ventil-Feder 34 ist zwischen der oberen geschlossenen Endfläche der zylindrischen Bohrung 32d von Steuerkolben 32 und der Innenfläche der Abdeckungselement 31 angeordnet und spannt bzw. drückt den Steuerkolben 32 in der Richtung zum Schließen des Öl-Einleitanschlusses 29a.
-
Eine ringförmiger Druckaufnahmekammer 64 ist zwischen dem abgestuften Abschnitt 32c der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 und dem abgesetzten Abschnitt des Abschnitts 60a mit kleinem Durchmesser und dem Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 ausgebildet. Ein Öffnungsende des zweiten Verbindungsdurchlasses 39 ist so eingerichtet, dass es sich in die ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 hinein öffnet. Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 von Richtungs-Steuerventil 8 steht mit der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 von Vorsteuerventil 7 über den zweiten Verbindungsdurchlass 30 in Verbindung.
-
Verbindungsanschlüsse 61 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete radiale Durch gangslöcher) von Hülse 60 sind so eingerichtet, dass sie mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 mit großem Durchmesser dauerhaft in Verbindung stehen.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 steht, wie in 13A gezeigt, der erste Verbindungsdurchlass 35 über die Verbindungsanschlüsse 61, die Ringnut 32 und das radiale Durchgangsloch 32f mit dem Innenraum von Hülse 60 (Steuerkolben 32) in Verbindung und steht auch mit dem Abflussanschluss 31a von Abdeckungselement 31 in Verbindung.
-
Verbindungsanschlüsse 61 sind, wie bereits erläutert, so eingerichtet, dass sie in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind und so unabhängig von der Drehungsrichtung von Hülse 60, d. h. selbst beim Auftreten von Drehungsverschiebung von Hülse 60 um die Achse von Steuerkolben 32 herum, dauerhaft mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 in Verbindung stehen.
-
Ein Vorgang des Umstellens der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. der Steuer-Ölkammer 16), der in dem Pumpensystem der vierten Ausführungsform zwischen a) einem Druckablass-Strömungsweg, der mit der Ölwanne verbunden ist, und b) einen Druckzufuhr-Strömungsweg ausgeführt wird, der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist, ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Die Grundfunktion der verstellbaren der vierten Ausführungsform, bei der das mit Hülse 60 versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, gleicht der der verstellbaren Ölpumpe der ersten Ausführungsform, bei der das mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird. So kann mit dem verstellbaren Ölpumpensystem der vierten Ausführungsform, bei der das mit Hülse versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, wie mit der ersten Ausführungsform, die in 6 gezeigte Kennlinie mit zweistufigem Pumpen-Ableitdruck geschaffen werden.
-
13B zeigt den Funktionszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der vierten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis zu dem vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Steuerkolben 32 wird, wie in 13B deutlich gezeigt, gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a auf die Oberseite von Steuerkolben 32 ausgeübt wird, auf das Abdeckungselement 31 zu nach unten verschoben. Die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 32a ist so bemessen, dass sie annähernd der Öffnungsbreite jedes der Verbindungsanschlüsse 61 gleich ist. Daher wird, wenn sich der erste Steg 32a an die axiale Position der Verbindungsanschlüsse 61 nach unten bewegt, Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und dem Abflussanschluss 31a über die Ringnut 32e und das radiale Durchgangsloch 32f unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und dem Öl-Einleitanschluss 29a wird hergestellt. D. h. es findet Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die Steuer-Ölkammer 16) von a) dem Druckblass-Strömungsweg, der mit dem Abflussanschluss 31a verbunden ist, auf b) den Druckzufuh-Strömungsweg, der mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbunden ist, statt. So wird Hydraulikdruck über den Öl-Einleitanschluss 29a und den ersten Verbindungsdurchlass 35 in die Steuer-Ölkammer 16 eingeleitet, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom durch eine Verschiebung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 reguliert werden.
-
Wenn Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 zu hoch ist, wird Nockenring 5 stark entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und damit kommt es zum Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 von dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf den mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg.
-
Umgekehrt wird, wenn Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 zu niedrig ist, Nockenring 5 nur geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so findet Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 von dem mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf den mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg statt.
-
Auf diese Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, indem mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des ersten Stegs 32a nach oben und nach unten entsprechend zwischen a) dem mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg, und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg umgeschaltet wird, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen Hydraulikdruck P1 gehalten werden kann.
-
Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt. So wird Verbindung der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 von Vorsteuerventil 7 mit der Ölwanne über den zweiten Verbindungsdurchlass 39, den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46, den zylindrischen Durchlass 50 sowie den Abflussanschluss 47 hergestellt. Es wirkt kein Hydraulikdruck auf die ringförmige obere Seitenwandfläche (die als eine Druckaufnahmefläche dient) von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60. D. h. die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 geht in einen Niedrigdruck-Zustand über. So kann Hülse 60 (Verbindungsanschlüsse 61) mit der Federkraft von Hülsen-Feder 63 an der in 13B gezeigten federgespannten Ausgangsposition gehalten werden. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (der Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit dem Abflussanschluss 47 verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg den in 6 gezeigten Hydraulikdruck-Pegel P1.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 angestiegen ist, die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt, so dass die Druckstange 49 einfahren und Fluidverbindung zwischen dem Elektromagnet-Steueranschluss 43 und dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 herstellen kann und gleichzeitig Fluidverbindung zwischen dem Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46 und dem Abflussanschluss 47 über den zylindrischen Durchlass 50 unterbrechen kann. So wird Hydraulikdruck über den Abzweigungsdurchlass 29 in die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 eingeleitet. Dadurch beginnt sich Hülse 60 gegen die Federkraft von Hülsen-Feder 63 (d. h. gegen die Spannkraft von Ventil-Feder 34 und eine Trägheit des Steuerkolbens 32 sowie die Spannkraft von Hülsen-Feder 63) von der federgespannten Ausgangsposition in 13B nach unten zu bewegen, und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 durch den zugeführten Hydraulikdruck in anliegenden Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 61 gebracht, wobei die Hülsen-Feder 63 zusammengedrückt wird (siehe 13C). Die ringförmige untere Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser und die Innenfläche von Abdeckungselement 31, die aneinander anliegen, bilden eine gute zuverlässige lecksichere Dichtung, und dadurch wird Hydraulikdruck in der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 hoch.
-
Um eine lecksichere Dichtung weiter zu verbessern, wird vorzugsweise der radiale Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und der Außenumfangsfläche von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser bei der Bearbeitung bzw. Herstellung so klein wie möglich gehalten. Wenn der radiale Zwischenraum zwischen Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser bei der Bearbeitung so klein wie möglich ausgeführt wird, kann der radiale Zwischenraum zwischen Bohrung 30b mit großem Durchmesser und Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser mit größerer Toleranz hergestellt werden. Mit dieser größeren Toleranz für den radialen Zwischenraum ist nicht notwendig, die Genauigkeit bzw. Qualität hinsichtlich der Konzentrizität von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser und Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser streng zu regulieren bzw. zu kontrollieren.
-
Bei der Abwärtsbewegung von Hülse 60 bewegen sich natürlich, wie aus dem Querschnitt in 13C zu sehen ist, die Verbindungsanschlüsse 61 nach unten. So bewegt sich der erste Steg 32a von Steuerkolben 32 zusammen mit den Verbindungsanschlüssen 61 nach unten und drückt dabei die Ventil-Feder 34 mit dem kreisförmigen oberen Ende des ersten Stegs 32a zusammen. So wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. der Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit dem auf Anschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2.
-
Ansonsten sind die Funktion sowie die Effekte des Pumpensystems der vierten Ausführungsform die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Bei der in 13A–13C gezeigten vierten Ausführungsform ist jedoch möglich, eine Verschleiß- und Abrieb-Beständigkeit des Gleitkontakt-Abschnitts von Hülse 60 mit dem Steuerkolben 32 zu verbessern, indem die Hülse 60 aus Materialien auf Eisenbasis hergestellt wird. Des Weiteren ist die Gleitkontaktfläche des Außenumfangs von Hülse 60 mit der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 von Steuergehäuse 6, das aus Aluminiumlegierung besteht, größer als die Gleitkontaktfläche des Innenumfangs (die Gleitkontaktfläche) von Hülse 60 mit Steuerkolben 32, so dass eine Verschleiß-und-Abrieb-Beständigkeit verbessert wird.
-
Fünfte Ausführungsform
-
In 14A–14C ist eine weitere abgewandelte, mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur dargestellt, die in das verstellbare Ölpumpensystem der fünften Ausführungsform integriert ist. Die fünfte Ausführungsform ist eine Abwandlung dahingehend, dass die mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur, die der vierten Ausführungsform in gewissem Maße ähnelt, bei dem Pumpensystem der zweiten Ausführungsform eingesetzt wird. Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der fünften Ausführungsform ist identisch mit der der ersten Ausführungsform. Auch der Aufbau des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerventils 8 der fünften Ausführungsform ist identisch mit dem der ersten bis dritten Ausführungsform.
-
Die Hülse 60 ist bei der fünften Ausführungsform, wie in 14A–14C deutlich zu sehen ist, vertikal gleitend bzw. verschiebbar zwischen der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 von Vorsteuerventil 7 und dem Steuerkolben 57 angeordnet. Eine axiale Verschiebung von Hülse 60 wird durch Erregungs/Enterregungs-Steuerung (AN/AUS-Steuerung) für die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 bewirkt, so dass die axiale Gesamtlänge (d. h. der Federdruck) von Ventil-Feder 34 geändert werden kann. Dies gewährleistet Umstellen des Pumpen-Ableitdrucks zwischen Druckpegeln P1 und P2 in zwei Stufen.
-
Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 61 (in Umfangsrichtung radiale Durchgangslöcher) an einer vorgegebenen axialen Position auf, die im Wesentlichen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 entspricht. Des Weiteren weist der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 eine Vielzahl von Abflussanschlüssen 65 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete radiale Durchgangslöcher) an einer Position axial oberhalb der Verbindungsanschlüsse 61 auf, die im Wesentlichen dem Abflussdurchlass entspricht. D. h. der Abflussanschluss 31a von Abdeckungselement der Vorsteuerventil-Struktur der vierten Ausführungsform (13A–13C) wird durch die Abflussanschlüsse 65 der Vorsteuerventil-Struktur der fünften Ausführungsform ersetzt.
-
Kolbenventil 57 wird durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in der Richtung zum Schließen des Öl-Einleitanschlusses 29a nach oben gedrückt bzw. gespannt. Des Weiteren wird Hülse 60 durch die Federkraft von Hülsen-Feder 63 in der Richtung von anliegendem Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d gedrückt bzw. gespannt, die am obersten Ende von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 stehen, wie in 14A gezeigt, die Verbindungsanschlüsse 61 mit dem Öl-Einleitanschluss 29a über das radiale Durchgangsloch 57g des zweiten Schaftes 57e mit kleinem Durchmesser in Verbindung und stehen auch mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 in Verbindung. So wird Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet.
-
14B zeigt den Arbeitszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der fünften Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis zu dem vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Steuerkolben 57 wird, wie in 14B deutlich gezeigt, gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a auf Steuerkolben 57 ausgeübt wird, nach unten auf das Abdeckungselement 31 zu verschoben. Die Breite (d. h. die axiale Länge) des zweiten Stegs 57b ist so bemessen, dass sie annähernd der Öffnungsbreite jedes der Verbindungsanschlüsse 61 entspricht. Daher wird, wenn sich der zweite Steg 57b nach unten an die axiale Position der Verbindungsanschlüsse 61 bewegt, Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und dem Öl-Einleitanschluss 29a über die zweite Ringnut 57e und das radiale Durchgangsloch 57g unterbrochen, und Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und dem Abflussdurchlass 59 über die erste Ringnut 57h und die Abflussanschlüsse 65 wird hergestellt. D. h. es findet Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) von a) einem mit dem Öl-Einleitanschluss 29 verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf b) einen mit dem Abflussanschluss 65 verbundenen Druckablass-Strömungsweg statt. Dabei kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom durch eine Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 reguliert werden.
-
Wenn Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu niedrig ist, wird Nockenring 5 stark entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so findet Umstellung der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 von dem mit dem Abflussanschlüssen 65 verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf den mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg statt, so dass Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 steigt.
-
Umgekehrt wird, wenn Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu hoch ist, Nockenring 5 nur geringfügig entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verschoben, und so findet Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 von dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf den mit den Abflussanschlüssen 65 verbundenen Druckablass-Strömungsweg statt, so dass Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 abfällt.
-
Auf diese Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, indem mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des zweiten Stegs für das 57b nach oben und nach unten entsprechend zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg umgeschaltet wird, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen Hydraulikdruck P1 gehalten werden kann.
-
Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt. So wird Verbindung der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 von Vorsteuerventil 7 mit der Ölwanne über den zweiten Verbindungsdurchlass 39, den Zuführ-und-Ablass-Anschluss 46, den zylindrischen Durchlass 50 sowie den Abflussanschluss 47 hergestellt. Es wirkt kein Hydraulikdruck auf die ringförmige obere Seitenwandfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60. D. h. die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 geht in einen Niedrigdruck-Zustand über. So kann Hülse 60 (Verbindungsanschlüsse 61 und Abflussanschlüsse 65) mit der Federkraft von Hülsen-Feder 63 an der in 14B gezeigten federgespannten Ausgangsposition gehalten werden. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit dem Abflussanschluss 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 angestiegen ist, die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt. So wird Hydraulikdruck über den Abzweigungsdurchlass 29 in die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 eingeleitet. Dadurch beginnt sich Hülse 60 gegen die Federkraft von Hülsen-Feder 63 von der federgespannten Ausgangsposition in 14B nach unten zu bewegen, und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 durch den zugeführten Hydraulikdruck in anliegenden Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 61 gebracht, wobei die Hülsen-Feder 63 zusammengedrückt wird (siehe 14C).
-
Bei der Abwärtsbewegung von Hülse 60 bewegen sich natürlich, wie aus dem Querschnitt in 14C zu sehen ist, die Verbindungsanschlüsse 61 nach unten. So bewegt sich der zweite Steg 57b von Steuerkolben 57 zusammen mit den Verbindungsanschlüssen 61 nach unten und drückt dabei die Ventil-Feder 34 mit dem mit der Unterseite des dritten Stegs 57c zusammen. So wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2.
-
Dabei ist die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 58a des dritten Verbindungsdurchlasses 58 so festgelegt bzw. bemessen, dass der dritte Verbindungsdurchlass 58 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Anschlüsse 61 permanent mit den Verbindungsanschlüssen 61 in Verbindung steht. Des Weiteren ist die Öffnungsbreite des Abflussdurchlasses 59 so festgelegt oder bemessen, dass der Abflussdurchlass 59 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Abflussanschlüssen 65 stets mit den Anschlüssen 65 in Verbindung steht.
-
Ansonsten sind die Funktion sowie die Effekte des Pumpensystems der fünften Ausführungsform die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform. Bei der in 14A–14C gezeigten fünften Ausführungsform ist jedoch möglich, eine Verschleiß- und Abrieb-Beständigkeit des Gleitkontakt-Abschnitts von Hülse 60 mit dem Steuerkolben 57 zu verbessern, indem die Hülse 60 aus Materialien auf Eisenbasis hergestellt wird. Des Weiteren ist die Gleitkontaktfläche des Außenumfangs von Hülse 60 mit der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 von Steuergehäuse 6, das aus Aluminiumlegierung besteht, größer als die Gleitkontaktfläche des Innenumfangs von Hülse 60 mit Steuerkolben 57, so dass eine Verschleiß-und-Abrieb-Beständigkeit verbessert wird. Die Ölpumpe der vierten Ausführungsform, bei der das mit Hülse versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, ist, wie bereits beschrieben, der Ölpumpe der ersten Ausführungsform, bei der das mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, hinsichtlich besserer Verschleiß- und Abrieb-Beständigkeit überlegen. Auf ähnliche Weise ist die Ölpumpe der fünften Ausführungsform, bei der das mit Hülse versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, der Ölpumpe der zweiten Ausführungsform, bei der das mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehene Vorsteuerventil eingesetzt wird, hinsichtlich besserer Verschleiß- und Abrieb-Beständigkeit überlegen.
-
Sechste Ausführungsform
-
In 15A- in 15C ist eine weitere abgewandelte, mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur dargestellt, die in das verstellbare Ölpumpensystem der sechsten Ausführungsform integriert ist. Die sechste Ausführungsform ist eine Abwandlung dahingehend, dass die mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur, die der vierten und fünften Ausführungsform in gewissem Maße ähnelt, bei dem Pumpensystem der dritten Ausführungsform eingesetzt wird. Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der sechsten Ausführungsform ist identisch mit der der ersten Ausführungsform. Auch der Aufbau des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerventils 8 der sechsten Ausführungsform ist identisch mit dem der ersten bis dritten Ausführungsform.
-
Die Hülse 60 ist bei der sechsten Ausführungsform, wie in 15A–15C deutlich zu sehen ist, vertikal gleitend bzw. verschiebbar zwischen der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 von Vorsteuerventil 7 und dem Steuerkolben 57 angeordnet. Der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl erster Verbindungsanschlüsse 61 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Durchgangslöcher) an einer vorgegebenen axialen Position auf, die im Wesentlichen dem ersten Verbindungsdurchlass 35 entspricht. Der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl von Abflussanschlüssen (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete radiale Durchgangslöcher) an einer axialen Position unterhalb der ersten Verbindungsanschlüsse 61 auf, die im Wesentlichen dem Abflussdurchlass 59 entspricht. Des Weiteren weist der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 eine Vielzahl zweiter Verbindungsanschlüsse 67 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete radiale Durchgangslöcher) an einer axialen Position unterhalb der Abflussanschlüsse 66 auf, die im Wesentlichen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 entspricht.
-
Eine axiale Verschiebung von Hülse 60 wird durch Erregungs/Enterregungs-Steuerung (AN/AUS-Steuerung) für die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 bewirkt, so dass die axiale Gesamtlänge (d. h. der Federdruck) von Ventil-Feder 34 geändert werden kann. Dies gewährleistet Umstellen des Pumpen-Ableitdrucks zwischen Druckpegeln P1 und P2 in zwei Stufen.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 wird, wie in 15A gezeigt, Steuerkolben 57 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d gedrückt. Gleichzeitig wird Hülse 60 durch die Federkraft von Hülsen-Feder 63 in anliegenden Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d gedrückt.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 steht, wie in 15A gezeigt, der erste Verbindungsdurchlass 35 über die ersten Verbindungsanschlüsse 61 und die erste Ringnut 57h in Verbindung mit den Abflussanschlüssen 66, während der dritte Verbindungsdurchlass 58 über die zweiten Verbindungsanschlüsse 67 und das radiale Durchgangsloch 57g in Verbindung mit dem Öl-Einleitanschluss 29a steht. So wird der Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet.
-
15B zeigt den Funktionszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der sechsten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis zu dem vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Steuerkolben 57 wird, wie in 15B deutlich gezeigt, gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a auf Steuerkolben 57 ausgeübt wird, auf das Abdeckungselement 31 zu nach unten verschoben. Die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 57a ist so bemessen, dass sie annähernd der Öffnungsbreite jedes der ersten Verbindungsanschlüsse 61 gleich ist. Des Weiteren ist die Breite (d. h. die axiale Länge) des zweiten Stegs 57b so bemessen, dass sie der Öffnungsbreite jedes der Verbindungsanschlüsse 67 annähernd gleich ist. Daher wird, wenn sich der erste Steg 57a an die axiale Position der ersten Verbindungsanschlüsse 61 nach unten bewegt und sich gleichzeitig der zweite Steg 57b an die axiale Position der zweiten Verbindungsanschlüsse 67 nach unten bewegt, eine spezielle Form des Strömungsweges für die ersten Verbindungsanschlüsse 61 (d. h. der erste Verbindungsdurchlass 35, mit anderen Worten, die erste Steuer-Ölkammer 16) von a) einem mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf b) einen mit dem mit Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg umgestellt, und gleichzeitig wird eine spezielle Form des Strömungsweges für die zweiten Verbindungsanschlüsse 67 (d. h. der dritte Verbindungsdurchlass 58, mit anderen Worten, die zweite Steuer-Ölkammer 53) von a) einem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf b) einen mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg umgestellt. So finden gleichzeitig ein Anstieg von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 und ein Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 statt, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom mittels einer Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn reguliert werden.
-
Wenn Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 zu hoch ist oder Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu niedrig ist, wird Nockenring 5 stark entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so kommt es gleichzeitig zum Umstellen der Form des Strömungsweges für die erste Steuer-Ölkammer 16 (d. h. der erste Verbindungsdurchlass 35) von dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf den mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg sowie zum Umstellen der Form des Strömungsweges für die zweite Steuer-Ölkammer 53 (d. h. der dritte Verbindungsdurchlass 58) von dem mit dem Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf den mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg, so dass der Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 fällt und gleichzeitig der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 ansteigt.
-
Umgekehrt wird, wenn Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 zu niedrig ist oder Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 zu hoch ist, Nockenring 5 geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben, und so finden Umstellen der Form des Strömungsweges für die erste Steuer-Ölkammer 16 (d. h. der erste Verbindungsdurchlass 35) von dem mit dem Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf den mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg sowie Umstellen der Form des Strömungsweges für die zweite Steuer-Ölkammer 53 (d. h. der dritte Verbindungsdurchlass 58) von dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf den mit Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg gleichzeitig statt, so dass der Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 ansteigt und gleichzeitig der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 abfällt.
-
Auf diese Weise werden sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 sowie Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 hergestellt, und danach kann mittels geringfügiger Verschiebungen des ersten Stegs 57a nach oben und nach unten der Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 durch entsprechendes Umstellen zwischen a) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg, und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, und gleichzeitig kann mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des zweiten Stegs 57b nach oben und nach unten der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 durch entsprechendes Umstellen zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg, und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen hydraulischen Druck P1 gehalten werden kann.
-
Dabei wird die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt. So wirkt kein Hydraulikdruck auf die ringförmige obere Seitenwandfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60. D. h. die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 geht in einen Niedrigdruck-Zustand über. So können Hülse 60 (erste Verbindungsanschlüsse 61, Abflussanschlüsse 66 und zweite Verbindungsanschlüsse 67) durch die Federkraft von Hülsen-Feder 63 an der in 15B gezeigten ursprünglichen federgespannten Position gehalten werden. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die erste Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und beim gleichzeitigen Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29 verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 angestiegen ist, die elektromagnetische Spule von Elektromagnet 45 des Richtungs-Steuerventils 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt. So wird Hydraulikdruck über den Abzweigungsdurchlass 29 in die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 eingeleitet. Dadurch beginnt sich Hülse 60 gegen die Federkraft von Hülsen-Feder 63 von der federgespannten Ausgangsposition in 15B nach unten zu bewegen, und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 durch den zugeführten Hydraulikdruck in anliegenden Eingriff mit der Innenfläche von Abdeckungselement 61 gebracht, wobei die Hülsen-Feder 63 zusammengedrückt wird (siehe 15C).
-
Wie aus dem Querschnitt in 15C zu ersehen ist, bewegen sich mit der Abwärtsbewegung von Hülse 60 natürlich der erste und der zweite Verbindungsanschluss 61 und 67 nach unten. So bewegen sich der erste Steg 57a zusammen mit den ersten Verbindungsanschlüssen 61 und der zweite Steg 57b zusammen mit den zweiten Verbindungsanschlüssen 67 nach unten und drücken dabei die Ventil-Feder 34 durch die Unterseite des dritten Steg 57c zusammen. So wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die erste Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und beim gleichzeitigen Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. der zweiten Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29 verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg den von 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2.
-
Dabei ist die Öffnungsbreite des Öffnungsendes des ersten Verbindungsdurchlasses 35 so festgelegt bzw. bemessen, dass der erste Verbindungsdurchlass 35 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der ersten Verbindungsanschlüsse 61 permanent mit den Anschlüssen 61 in Verbindung steht. Des Weiteren ist die Öffnungsbreite des Abflussdurchlasses 59 so festgelegt oder bemessen, dass der Abflussdurchlass 59 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Abflussanschlüsse 66 stets mit den Anschlüssen 66 in Verbindung steht.
-
Siebte Ausführungsform
-
In 16A–16C ist eine weitere abgewandelte, mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur dargestellt, die in dem verstellbaren Ölpumpensystem der siebten Ausführungsform enthalten ist. Der Grundaufbau des Vorsteuerventils der siebten Ausführungsform gleich dem der vierten Ausführungsform. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der von der vierten Ausführungsform in gewisser Weise dadurch, dass die Struktur (der Querschnitt) der Hülse, die sich zwischen der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 und dem Steuerkolben 32 befindet, verändert ist. D. h. bei der siebten Ausführungsform hat Hülse 60 einen oberen Wandabschnitt 60c, der integral mit dem obersten Ende von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Der obere Wandabschnitt 60c von Hülse 60 hat eine Verbindungsbohrung 60d mit großem Durchmesser (ein axiales Durchgangsloch), die im Wesentlichen in der Mitte des oberen Wandabschnitts 60c ausgebildet ist. Verbindungsbohrung 60c mit großem Durchmesser ist so eingerichtet, dass sie permanent mit dem Öl-Einleitanschluss 29a in Verbindung steht. Die Unterseite des oberen Wandabschnitts 60c dient als eine zweite Auflagefläche 60e, die eine maximale Aufwärtsbewegung von Steuerkolben 32 einschränkt. Der Aufbau von Steuerkolben 32 von Vorsteuerventil 7 der siebten Ausführungsform ist identisch mit dem der ersten Ausführungsform.
-
Der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl erster Verbindungsanschlüsse 61 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Durchgangslöcher) an einer vorgegebenen axialen Position auf, die im Wesentlichen dem ersten Verbindungsdurchlass 35 entspricht.
-
Abdeckungselement 31 hat einen abgesetzten und nach oben vorstehenden Abschnitt 31b, der integral in der Mitte der Oberseite von Abdeckungselement 31 ausgebildet ist. Die Innenumfangsfläche des unteren Endes von Hülse 60 wird gleitend bzw. verschiebbar von der zylindrischen Außenumfangsfläche des vorstehenden Abschnitts 31b geführt. Des Weiteren hat Abdeckungselement 31 einen mittigen Abflussanschluss 31a (ein axiales Durchgangsloch), der in der axialen Richtung von Steuerkolben 32 gebohrt ist. Unter Vorspannung (d. h. unter einem vorgegebenen Soll-Federdruck) ist Ventil-Feder 34 zwischen der oberen geschlossenen Abschlussfläche der zylindrischen Bohrung 32d von Steuerkolben 32 und der Oberseite des vorstehenden Abschnitts 31b von Abdeckungselement 31 angeordnet, um den ersten Steg 32a von Steuerkolben 32 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der zweiten Auflagefläche 60e von Hülse 60 zu spannen bzw. zu drücken. Des Weiteren wird Hülse 60 mittels der Kraft, durch die der erste Steg in der Richtung zum Schließen des Öl-Einleitanschlusses 29a nach oben geschoben wird, in anliegenden Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 gespannt bzw. gedrückt.
-
Eine im Wesentlichen ringförmige Druckaufnahmerkammer 64 ist zwischen der Unterseite des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 und dem abgesetzten Abschnitt des scheibenförmigen Abdeckungsabschnitts mit großem Durchmesser sowie dem abgesetzten Abschnitt von Abdeckungselement 31 ausgebildet. Ein Öffnungsende des zweiten Verbindungsdurchlasses 39 ist so eingerichtet, dass es sich in die im Wesentlichen ringförmige Druckaufnahmekammer 64 hinein öffnet. Eine Gegendruckkammer 68 ist zwischen dem abgesetzten Abschnitt zwischen dem abgestuften Abschnitt 30c von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser und Bohrung 30b mit großem Durchmesser sowie dem abgesetzten Abschnitt des Abschnitts 60a mit kleinem Durchmesser und dem Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 ausgebildet. Gegendruckkammer 68 ist so eingerichtet, dass sie mit dem Abflussanschluss 31a von Abdeckungselement 31 über ein Gegendruck-Abflussloch 69 in Verbindung steht, das in dem unteren Abschnitt von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 ausgebildet ist.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 steht, wie in 16A gezeigt, Steuer-Ölkammer 16 über den ersten Verbindungsdurchlass 35, die Verbindungsanschlüsse 61, die Ringnut 32e, das radiale Durchgangsloch 32f des Schaftes 32c mit kleinem Durchmesser sowie die in der Hülse 60 ausgebildete zylindrische Bohrung 32d in Verbindung mit dem Abflussanschluss 31a. Die Verbindungsanschlüsse 61 sind so eingerichtet, dass sie unabhängig von der Drehungsrichtung, d. h. selbst beim Auftreten einer Drehverschiebung von Hülse 60 um die Achse von Steuerkolben 32 herum, stets mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 in Verbindung stehen.
-
Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der siebten Ausführungsform (siehe 16A–16C) ist identisch mit der der ersten Ausführungsform (siehe 1–5). Des Weiteren ist die Form des Verbindungsweges zwischen dem Pumpenkörper und dem elektromagnetischen betätigten Richtungs-Steuerventil 8 in dem Pumpensystem der siebten Ausführungsform identisch mit der der ersten Ausführungsform, so dass die zweistufige Pumpen-Ableitdruck-Kennlinie erzielt wird, wie sie in 6 dargestellt ist. Jedoch hat das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8, das in dem Pumpensystem der in 16A–16C gezeigten siebten Ausführungsform enthalten ist, eine andere Richtungs-Steuerventil-Spezifikation, bei der Hydraulikdruck von dem Abzweigungsdurchlass 29 mittels des Richtungs-Steuerventils über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 zugeführt wird, wenn sie erregt wird (AN), und darüber hinaus der Druckzufuhr-Strömungsweg von dem Abzweigungsdurchlass 29 über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 zu der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 gesperrt wird und gleichzeitig die Form des Strömungsweges für den zweiten Verbindungsdurchlass 39 auf einen Druckablass-Strömungsweg von dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 über das Richtungs-Steuerventil zu dem Abflussanschluss 47 umgestellt wird, wenn es enterregt wird (AUS).
-
16B zeigt den Arbeitszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der siebten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Wie in 16B deutlich gezeigt, wird Steuerkolben 32 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a und Verbindungsbohrung 60d mit großem Durchmesser von Hülse 60 auf die Oberseite von Steuerkolben 32 ausgeübt wird, gegen die Federkraft von Ventil-Feder 34 auf das Abdeckungselement 31 zu nach unten verschoben. Daher bewegt sich der erste Steg 32a von Steuerkolben 32 von der zweiten Auflagefläche 60e von Hülse 60 weg nach unten, und so wirkt keine Ventil-Federkraft auf den oberen Wandabschnitt 60c (oder den zweiten Lagerabschnitt 60e) von Hülse 60. Dabei wird die elektromagnetische Spule des Richtungs-Steuerventils 8, das eine andere Spezifikation hat, in Reaktion auf ein AN-Signal von der Steuereinheit erregt. So wird während des Gleichgewichts-Motorbetriebmodus in 166 Hydraulikdruck über den Abzweigungsdurchlass 29 in die ringförmige Druckaufnahmekammer 64 eingeleitet. Dabei ist die Druckaufnahmefläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60, die über das Richtungs-Steuerventil 8 in die Druckaufnahmekammer 64 eingeleiteten Hydraulikdruck aufnimmt, so eingerichtet bzw. bemessen, dass sie größer ist als die Druckaufnahmefläche (die im Wesentlichen dem Querschnitt des Abschnitts 60a mit kleinem Durchmesser entspricht) des ringförmigen Druckaufnahmeabschnitts des oberen Wandabschnitts 60c von Hülse 60. So wird, wenn der gleiche Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 (dem Abzweigungsdurchlass 29) sowohl der Oberseite von Hülse 60 als auch der Unterseite von Hülse 60 zugeführt worden ist, Hülse 60 nach oben verschoben und damit aufgrund des Unterschiedes zwischen der Druckaufnahmefläche der Oberseite der Hülse 60 und der Unterseite der Hülse 60 unter Druck an ihrer in 16B gezeigten hydraulisch betätigten Ausgangsposition gehalten. So wird der obere Wandabschnitt 60c von Hülse 60 in anliegendem Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 gehalten. Dabei ist die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 32a so bemessen, dass sie annähernd der Öffnungsbreite jedes der Verbindungsanschlüsse 61 entspricht. Daher wird, wenn sich der erste Steg 32a an die axiale Position der Verbindungsanschlüsse 61 nach unten bewegt, Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und dem Abflussanschluss 31a über die Ringnut 32e und das radiale Durchgangsloch 32f unterbrochen, und es wird Fluidverbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen 61 und Öl-Einleitanschluss 29 hergestellt. D. h. die Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die Steuer-Ölkammer 16) wird von a) dem mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf b) den mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg umgestellt. So wird Hydraulikdruck über den Öl-Einleitanschluss 29 und den ersten Verbindungsdurchlass 35 in die Steuer-Ölkammer 16 eingeleitet, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom mittels einer Verschiebung von Nockenring 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 reguliert werden. Auf diese Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der Steuer-Ölkammer 16 entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, indem mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des ersten Stegs 32a nach oben und nach unten entsprechend zwischen a) dem mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg, und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg umgeschaltet wird, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen Hydraulikdruck P1 gehalten werden kann.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erhöht werden muss, die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt, so dass Hydraulikdruck von der Druckaufnahmekammer 64 in die Ölwanne geleitet werden kann. Daher beginnt sich Hülse 60 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a durch Abfluss von Arbeitsfluid aus der Druckaufnahmekammer 64, d. h. ein Druckgefälle in der Druckaufnahmekammer 64 (siehe 16C), auf den ringförmigen Druckaufnahmeabschnitt des oberen Wandabschnitts 60c von Hülse 60 ausübt wird, von der hydraulisch betätigten Ausgangsposition in 16B aus nach unten zu bewegen und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 in anliegenden Eingriff mit einer abgesetzten Anschlagfläche 31c des abgesetzten Abschnitts zwischen dem vorstehenden Abschnitt 31b und dem scheibenförmigen Abdeckungsabschnitt mit großem Durchmesser von Abdeckungselement 31 gebracht. Dabei wird eine maximale Verschiebung von Hülse 60 nach unten durch Anschlagen der ringförmigen unteren Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser an der Anschlagfläche 31c beschränkt. Dadurch erhält, wie aus dem Querschnitt in 16C ersichtlich ist, das Volumen von Druckaufnahmekammer 64 ein minimales Fassungsvermögen.
-
Bei der Abwärtsbewegung von Hülse 60 bewegen sich natürlich, wie aus dem Querschnitt in 16C zu sehen ist, die Verbindungsanschlüsse 61 nach unten. So bewegt sich der erste Steg 32a von Steuerkolben 32 zusammen mit den Verbindungsanschlüssen 61 nach unten und drückt dabei die Ventil-Feder 34 mit dem kreisförmigen oberen Ende des ersten Stegs 32a zusammen. So wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. der Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit dem Abflussanschluss 31a verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2. Dabei ist die Öffnungsbreite des Öffnungsendes des ersten Verbindungsdurchlasses 35 so festgelegt bzw. bemessen, dass der erste Verbindungsdurchlass 35 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Anschlüsse 61 permanent mit den Verbindungsanschlüssen 61 in Verbindung steht.
-
Ansonsten sind die Funktion sowie Effekte des Pumpensystems der siebten Ausführungsform die gleichen wie bei der vierten Ausführungsform. Bei der siebten Ausführungsform wird jedoch im Unterschied zu dem Obenstehenden, wenn keine Hydraulikdruck-Zufuhr zu der Druckaufnahmekammer 64 stattfindet und die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 enterregt (AUS) ist, der Pumpen-Ableitdruck auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 (den hohen Druckpegel) eingestellt bzw. auf ihm gehalten, so dass eine Ausfallsicherung beim Auftreten von unerwünschtem Verstopfen der Strömungswege des Hydraulikkreises des Pumpensystem gewährleistet ist.
-
Achte Ausführungsform
-
In 17A–17C ist eine weitere abgewandelte, mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur dargestellt, die in dem verstellbaren Ölpumpensystem der achten Ausführungsform enthalten ist. Der Grundaufbau des Vorsteuerventils der achten Ausführungsform gleicht dem der fünften Ausführungsform. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform in gewisser Weise dadurch, dass, ähnlich wie bei der siebten Ausführungsform, die Struktur (der Querschnitt) der Hülse 60 von Vorsteuerventil 7 der achten Ausführungsform, die sich zwischen der abgesetzten zylindrischen enganliegenden Bohrung 30 und dem Steuerkolben 57 befindet, verändert ist.
-
D. h. bei der achten Ausführungsform hat Hülse 60 einen oberen Wandabschnitt 60c, der integral mit dem obersten Ende von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Der obere Wandabschnitt 60c von Hülse 60 hat eine Verbindungsbohrung 60d mit großem Durchmesser (ein axiales Durchgangsloch), die im Wesentlichen in der Mitte des oberen Wandabschnitts 60c ausgebildet ist. Verbindungsbohrung 60c mit großem Durchmesser ist so eingerichtet, dass sie permanent mit dem Öl-Einleitanschluss 29a in Verbindung steht. Die Unterseite des oberen Wandabschnitts 60c dient als eine zweite Auflagefläche 60e, die eine maximale Aufwärtsbewegung von Steuerkolben 57 einschränkt. Der Aufbau von Steuerkolben 32 von Vorsteuerventil 7 der achten Ausführungsform ist identisch mit dem der fünften Ausführungsform.
-
Der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 61 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Durchgangslöcher) an einer vorgegebenen axialen Position auf, die im Wesentlichen dem dritten Verbindungsdurchlass 58 entspricht. Des Weiteren weist der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 eine Vielzahl von Abflussanschlüssen 65 (in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten radialen Durchgangslöchern) an einer axialen Position oberhalb der Verbindungsanschlüsse 61 auf, die im Wesentlichen dem Abflussdurchlass 59 entspricht.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 wird, wie in 17A gezeigt, Steuerkolben 57 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der zweiten Auflagefläche 60e von Hülse 60 gedrückt. Gleichzeitig wird die Hülse 60 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d gedrückt.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 stehen, wie in 17A gezeigt, die Verbindungsanschlüsse 61 mit dem Öl-Einleitanschluss 29 über das radiale Durchgangsloch 57g Verbindung, und so steht der dritte Verbindungsdurchlass 58 (d. h. die zweite Steuer-Ölkammer 53) mit dem Öl-Einleitanschluss 29a in Verbindung. M1 – So wird Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet. Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der achten Ausführungsform (siehe 17A–17C) ist identisch mit der der fünften Ausführungsform (siehe 14A–14C). Des Weiteren ist die Form des Verbindungsweges zwischen dem Pumpenkörper und dem elektromagnetischen betätigten Richtungs-Steuerventil 8 in dem Pumpensystem der achten Ausführungsform identisch mit der der fünften Ausführungsform, so dass die zweistufige Pumpen-Ableitdruck-Kennlinie erzielt wird, wie sie in 6 dargestellt ist. Jedoch hat das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8, das in dem Pumpensystem der in 17A–17C gezeigten achten Ausführungsform enthalten ist, eine andere Richtungs-Steuerventil-Spezifikation, bei der Hydraulikdruck von dem Abzweigungsdurchlass 29 mittels des Richtungs-Steuerventils über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 zugeführt wird, wenn sie erregt wird (AN), und darüber hinaus der Druckzufuhr-Strömungsweg von dem Abzweigungsdurchlass 29 über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 zu der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 gesperrt wird und gleichzeitig die Form des Strömungsweges für den zweiten Verbindungsdurchlass 39 auf einen Druckablass-Strömungsweg von dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 über das Richtungs-Steuerventil zu dem Abflussanschluss 47 umgestellt wird, wenn es enterregt wird (AUS). 17B zeigt den Arbeitszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der achten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Steuerkolben 57 wird, wie in 17B deutlich dargestellt, an eine geringfügig nach unten verschobene axiale Position (siehe die in 17B gezeigte axiale Position von Steuerkolben 57) verschoben. Die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 57a und der Innendurchmesser (d. h. die Öffnungsbreite) jedes der Verbindungsanschlüsse 61 sind so bemessen, dass sie einander annähernd gleich sind. An der in 17B gezeigten speziellen axialen Position von Steuerkolben 57 wird eine spezielle Form des Strömungsweges für die Verbindungsanschlüsse 61 (d. h. der dritte Verbindungsdurchlass 58) von a) einem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg zu b) einem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg umgestellt. So kommt es zu einem Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom mittels einer Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn reguliert werden. Auf diese Weise wird sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 hergestellt, und anschließend kann der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, indem mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des zweiten Stegs für das 57b nach oben und nach unten entsprechend zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckablass-Strömungsweg umgeschaltet wird, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen Hydraulikdruck P1 gehalten werden kann.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erhöht werden muss, die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt, so dass Hydraulikdruck von der Druckaufnahmekammer 64 in die Ölwanne geleitet werden kann. Daher beginnt sich Hülse 60 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a durch Abfluss von Arbeitsfluid aus der Druckaufnahmekammer 64, d. h. ein Druckgefälle in der Druckaufnahmekammer 64 (siehe 17C), auf den ringförmigen Druckaufnahmeabschnitt des oberen Wandabschnitts 60c von Hülse 60 ausübt wird, von der hydraulisch betätigten Ausgangsposition in 17B aus nach unten zu bewegen, und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 in anliegenden Eingriff mit einer abgesetzten Anschlagfläche 31c des abgesetzten Abschnitts zwischen dem vorstehenden Abschnitt 31b und dem scheibenförmigen Abdeckungsabschnitt mit großem Durchmesser von Abdeckungselement 31 gebracht. Dabei wird eine maximale Verschiebung von Hülse 60 nach unten durch Anschlagen der ringförmigen unteren Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser an der Anschlagfläche 31c beschränkt. Dadurch erhält, wie aus dem Querschnitt in 17C ersichtlich ist, das Volumen von Druckaufnahmekammer 64 ein minimales Fassungsvermögen.
-
Bei der Abwärtsbewegung von Hülse 60 bewegen sich, wie aus dem Querschnitt in 17C zu sehen ist, die Verbindungsanschlüsse 61 natürlich nach unten. So bewegt sich der erste Steg 57a von Steuerkolben 57 zusammen mit den Verbindungsanschlüssen 61 nach unten und drückt dabei die Ventil-Feder 34 mit der Unterseite des dritten Stegs 57c zusammen. So wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. die zweite Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem auf Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2. Dabei ist die Öffnungsbreite des Öffnungsendes des dritten Verbindungsdurchlasses 58 so festgelegt bzw. bemessen, dass der dritte Verbindungsdurchlass 58 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Verbindungsanschlüssen 61 permanent mit den Anschlüssen 61 in Verbindung steht. Des Weiteren ist die Öffnungsbreite des Abflussdurchlasses 59 so festgelegt oder bemessen, dass der Abflussdurchlass 59 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Abflussanschlüsse 65 stets mit den Anschlüssen 65 in Verbindung steht.
-
Neunte Ausführungsform
-
In 18A–18C ist eine weitere abgewandelte, mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur dargestellt, die in dem verstellbaren Ölpumpensystem der neunten Ausführungsform enthalten ist. Die neunte Ausführungsform ist eine Abwandlung dahingehend, dass die mit Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur, die in gewisser Weise der siebten und achten Ausführungsform ähnelt, bei dem Pumpensystem der sechsten Ausführungsform eingesetzt wird. D. h. bei der neunten Ausführungsform ist der Außenumfang von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser so bearbeitet, dass er mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum axial in der Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser gleitet. Auf ähnliche Weise ist der Außenumfang von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser so bearbeitet, das er mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum axial in der Bohrung 30b gleitet. Des Weiteren sind drei Stege 57a–57c von Steuerkolben 57 so bearbeitet, dass sie mit einem sehr kleinen radialen Zwischenraum axial in der enganliegenden zylindrischen Bohrung von Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser gleiten. Der obere Wandabschnitt 60c von Hülse 60 weist eine Verbindungsbohrung 60d mit großem Durchmesser (axiales Durchgangsloch) auf, die im Wesentlichen in der Mitte des oberen Wandabschnitts 60c ausgebildet ist. Die Unterseite des oberen Wandabschnitts 60c dient als eine zweite Auflagefläche 60e, die eine maximale Aufwärtsbewegung von Steuerkolben 57 einschränkt.
-
Der Abschnitt 60a mit kleinem Durchmesser von Hülse 60 weist erste Verbindungsanschlüsse 61 (radiale Durchgangslöcher), die zur Verbindung mit ersten Verbindungsdurchlass 35 eingerichtet sind, Abflussanschlüsse 66 (radiale Durchgangslöcher), die zur Verbindung mit dem Abflussdurchlass 59 eingerichtet sind, und zweite Verbindungsanschlüsse 67 (radiale Durchgangslöcher) auf, die zur Verbindung mit dem dritten Verbindungsdurchlass 58 eingerichtet sind.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 wird, wie in 18A gezeigt, Steuerkolben 57 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der zweiten Auflagefläche 60e von Hülse 60 gedrückt. Gleichzeitig wird die Hülse 60 durch die Federkraft von Ventil-Feder 34 in anliegenden Eingriff mit der abgestuften Auflagefläche 30d gedrückt.
-
In dem Ausgangszustand von Vorsteuerventil 7 stehen, wie in 18A gezeigt, der erste Verbindungsdurchlass 35 über die ersten Verbindungsanschlüsse 61 und die erste Ringnut 57h mit den Abflussanschlüssen 55 in Verbindung, während der dritte Verbindungsdurchlass 58 über die zweiten Verbindungsanschlüsse 67 und das radiale Durchgangsloch 57g mit dem Öl-Einleitanschluss 29a in Verbindung steht. So wird Hydraulikdruck in der Haupt-Ölleitung 25 in die zweite Steuer-Ölkammer 53 eingeleitet. Die Pumpenkörper-Struktur der verstellbaren Ölpumpe der neunten Ausführungsform (siehe 18A–18C) ist identisch mit der der dritten Ausführungsform (siehe 10–12) und der sechsten Ausführungsform (siehe 15A–15C). Des Weiteren ist die Form des Verbindungsweges zwischen dem Pumpenkörper und dem elektromagnetischen betätigten Richtungs-Steuerventil 8 in dem Pumpensystem der neunten Ausführungsform identisch mit denjenigen der dritten Ausführungsform sowie der sechsten Ausführungsform, so dass die zweistufige Pumpen-Ableitdruck-Kennlinie erzielt wird, wie sie in 6 dargestellt ist. Jedoch hat das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8, das in dem Pumpensystem der in 18A–18C gezeigten neunten Ausführungsform enthalten ist, eine andere Richtungs-Steuerventil-Spezifikation, bei der Hydraulikdruck von dem Abzweigungsdurchlass 29 mittels des Richtungs-Steuerventils über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 zugeführt wird, wenn sie erregt wird (AN), und darüber hinaus den Druckzufuhr-Strömungsweg von dem Abzweigungsdurchlass 29 über den zweiten Verbindungsdurchlass 39 zu der ringförmigen Druckaufnahmekammer 64 gesperrt wird und gleichzeitig die Form des Strömungsweges für den zweiten Verbindungsdurchlass 39 auf einen Druckablass-Strömungsweg von dem zweiten Verbindungsdurchlass 39 über das Richtungs-Steuerventil zu dem Abflussanschluss 47 umgestellt wird, wenn es enterregt wird (AUS).
-
18B zeigt den Arbeitszustand von Vorsteuerventil 7 des Pumpensystems der neunten Ausführungsform während eines Gleichgewichts-Motorbetriebsmodus, in dem der Pumpen-Ableitdruck bis zu dem vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P1 ansteigt. Steuerkolben 57 wird, wie in 18B deutlich dargestellt, an eine geringfügig nach unten verschobene axiale Position (siehe die in 18B gezeigte axiale Position von Steuerkolben 57) verschoben. Die Breite (d. h. die axiale Länge) des ersten Stegs 57a und der Innendurchmesser (d. h. die Öffnungsbreite) jedes der ersten Verbindungsanschlüsse 61 sind so bemessen, dass sie einander annähernd gleich sind. Des Weiteren sind die Breite (d. h. die axiale Länge) des zweiten Stegs 57b und der Innendurchmesser (d. h. die Öffnungsbreite) jedes der zweiten Verbindungsanschlüsse 67 so bemessen, dass sie einander annähernd gleich sind. Daher wird, wenn sich der erste und der zweite Steg 57a–57b an der speziellen axialen Position von Steuerkolben 57, wie sie in 18B gezeigt, ist, an jeweilige axiale Positionen der ersten und der zweiten Verbindungsanschlüsse 61 und 67 nach unten bewegen, eine spezielle Form des Strömungsweges für die ersten Verbindungsanschlüsse 61 (d. h. der erste Verbindungsdurchlass 35) von a) einem mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg auf b) einen mit dem mit Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg umgestellt, und gleichzeitig wird eine spezielle Form des Strömungsweges für die zweiten Verbindungsanschlüsse 67 (d. h. der dritte Verbindungsdurchlass 58) von a) einem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg auf b) einen mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg umgestellt. So finden gleichzeitig ein Anstieg von Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 und ein Abfall von Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 statt, und dadurch kann der Pumpen-Ableitstrom mittels einer Verschiebung von Nockenring 5 gegen die Federkraft von Schraubenfeder 28 entgegen dem Uhrzeigersinn reguliert werden. Auf diese Weise werden sofort, wenn der Pumpen-Ableitdruck den vorgegebenen Hydraulikdruck P1 erreicht, Fluidverbindung zwischen dem Öl-Einleitanschluss 29a und dem ersten Verbindungsdurchlass 35 sowie Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchlass 59 und dem dritten Verbindungsdurchlass 58 hergestellt, und danach kann mittels geringfügiger Verschiebungen des ersten Stegs 57a nach oben und nach unten der Hydraulikdruck in der ersten Steuer-Ölkammer 16 durch entsprechendes Umstellen zwischen a) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg, und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, und gleichzeitig kann mittels geringfügiger axialer Verschiebungen des zweiten Stegs 57b nach oben und nach unten der Hydraulikdruck in der zweiten Steuer-Ölkammer 53 durch entsprechendes Umstellen zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg, und b) dem mit dem Abflussdurchlass 59 verbundenen Druckablass-Strömungsweg entsprechend gesteuert bzw. reguliert werden, so dass der Pumpen-Ableitdruck auf dem vorgegebenen hydraulischen Druck P1 gehalten werden kann.
-
Des Weiteren wird, wenn der Hydraulikdruck (der Pumpen-Ableitdruck) auf den vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2 erhöht werden muss, die elektromagnetische Spule von Richtungs-Steuerventil 8 in Reaktion auf ein AUS-Signal von der Steuereinheit enterregt, so dass Hydraulikdruck von der Druckaufnahmekammer 64 in die Ölwanne geleitet werden kann. Daher beginnt sich Hülse 60 mit Hydraulikdruck, der über den Öl-Einleitanschluss 29a durch Abfluss von Arbeitsfluid aus der Druckaufnahmekammer 64, d. h. ein Druckgefälle in der Druckaufnahmekammer 64 (siehe 18C), auf den ringförmigen Druckaufnahmeabschnitt des oberen Wandabschnitts 60c von Hülse 60 ausübt wird, von der hydraulisch betätigten Ausgangsposition in 18B aus nach unten zu bewegen und so wird die ringförmige untere Seitenwandfläche von Flanschabschnitt 60b mit großem Durchmesser von Hülse 60 in anliegenden Eingriff mit einer abgesetzten Anschlagfläche 31c des abgesetzten Abschnitts zwischen dem vorstehenden Abschnitt 31b und dem scheibenförmigen Abdeckungsabschnitt mit großem Durchmesser von Abdeckungselement 31 gebracht. Dabei wird eine maximale Verschiebung von Hülse 60 nach unten durch Anschlagen der ringförmigen unteren Seitenwandfläche des Flanschabschnitts 60b mit großem Durchmesser an der Anschlagfläche 31c beschränkt. Dadurch erhält, wie aus dem Querschnitt in 18C ersichtlich ist, das Volumen von Druckaufnahmekammer 64 ein minimales Fassungsvermögen.
-
Wie aus dem Querschnitt in 18C ersichtlich ist, bewegen sich mit der Abwärtsbewegung von Hülse 60 natürlich die ersten und zweiten Verbindungsanschlüsse 61 und 67 nach unten. So bewegen sich der erste Steg 57a zusammen mit den ersten Verbindungsanschlüssen 61 und der zweite Steg 57b zusammen mit den zweiten Verbindungsanschlüssen 67 nach unten, wobei die Ventil-Feder 34 durch die Unterseite des dritten Stegs 57c zusammengedrückt wird. Dadurch wird der Federdruck von Ventil-Feder 34 ein höherer Federdruck. Dabei erreicht ein Umstelldruck beim Umstellen der Form des Strömungsweges für den ersten Verbindungsdurchlass 35 (d. h. die erste Steuer-Ölkammer 16) zwischen a) dem mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg und b) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und beim gleichzeitigen Umstellen der Form des Strömungsweges für den dritten Verbindungsdurchlass 58 (d. h. die zweite Steuer-Ölkammer 53) zwischen a) dem mit dem Öl-Einleitanschluss 29a verbundenen Druckzufuhr-Strömungsweg und b) dem mit den Abflussanschlüssen 66 verbundenen Druckablass-Strömungsweg den in 6 gezeigten vorgegebenen Hydraulikdruck-Pegel P2.
-
Dabei ist die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 58a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 so festgelegt bzw. bemessen, dass der erste Verbindungsdurchlass 58 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Anschlüsse 61 permanent mit den ersten Verbindungsanschlüssen 61 in Verbindung steht. Des Weiteren ist die Öffnungsbreite des Abflussdurchlasses 59 so festgelegt oder bemessen, dass der Abflussdurchlass 59 über den gesamten Bereich axialer Verschiebung der Anschlüsse 66 stets mit den Abflussanschlüssen 65 in Verbindung steht.
-
Entsprechend der erfindungsgemäßen Idee ist, wie aus dem Obenstehenden ersichtlich wird, das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8 so eingerichtet, dass es entweder mit dem Schieber 33 oder der Hülse 60 zusammenwirkt, um in Bezug auf den von dem Öl-Einleitanschluss 29a des Vorsteuerventils 7 ausgeübten Ableitdruck automatisch die Federdruck-Einstellung (die Vorspannungseinstellung) von Kolbenventil-Feder 34 zu ändern und variabel den Zeitpunkt zu steuern, zu dem Umstellen zwischen dem Öl-Ableitströmungsweg von der Steuerkammer (16; 16; 53) und dem Öl-Einleitströmungsweg stattfindet (siehe die verstellbare Ölpumpe, bei der die mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehene Vorsteuerventil-Struktur eingesetzt wird, in der ersten bis dritten Ausführung und die verstellbare Ölpumpe, bei der die mit der mit Anschlüssen ausgestatteten Hülse versehene Vorsteuerventil-Struktur eingesetzt wird, in der vierten bis neunten Ausführungsform.
-
Des Weiteren kann, wie aus dem Obenstehenden ersichtlich wird, bei der verstellbaren Ölpumpe der ersten bis dritten Ausführungsform, bei der die mit dem Federlagerungs-Schieber mit großem Durchmesser versehene Vorsteuerventil-Struktur eingesetzt wird, die axiale Position des beweglichen Federlagerungs-Schiebers 33 in Abhängigkeit von einem Druckpegel des Ableitdrucks zwischen einer vorgegebenen ersten axialen Position (einer federgespannten Ausgangsposition) und einer zweiten vorgegebenen axialen Position (einer Position maximaler Verschiebung) unter Verwendung des elektromagnetisch betätigten Richtungs-Steuerventils 8 geändert bzw. umgestellt werden. Während eines Betriebsmodus der Pumpe auf dem Druckpegel P1 mit niedrigem Ableitdruck wird, wenn das Richtungs-Steuerventil 8 erregt (AN) ist, der Schieber 33 an seiner federgespannten Ausgangsposition gehalten, so dass ein vergleichsweise niedriger Lastwiderstand gegenüber Gleitbewegung des Steuerkolbens gewährleistet ist, der durch den an dem Öl-Einleitanschluss 29a ausgeübte Ableitdruck gegen die Federspannung von Ventil-Feder 34 gleitet. Dies bedeutet, dass das Gleiten des Steuerkolbens gegen die Federspannung von Ventil-Feder 34 mit dem an dem Öl-Einleitanschluss 29a ausgeübten Ableitdruck erleichtert wird, jedoch entspricht ein derartiger niedriger Lastwiderstand dem Druckpegel P1, das heißt einer Niedrigdruck-Einstellung von Ventil-Feder 34. Umgekehrt wird während eines Betriebsmodus der Pumpe mit hohem Ableitdruck auf dem Druckpegel P2, wenn das Richtungs-Steuerventil 8 enterregt (AUS) ist, der Schieber 3 an seiner Position maximaler axialer Verschiebung gehalten, so dass ein vergleichsweise hoher Lastwiderstand gegen Gleitbewegung des Steuerkolbens gewährleistet ist, der durch den an dem Öl-Einleitanschluss 29a ausgeübten Ableitdruck gegen die Federspannung von Ventil-Feder 34 gleitet. Dies bedeutet, dass das Gleiten des Steuerkolbens mit dem an dem Öl-Einleitanschluss 29a ausgeübten Ableitdruck erschwert wird, jedoch entspricht ein derartiger hoher Lastwiderstand dem Druckpegel P2, d. h. einer Hochdruck-Einstellung von Ventil-Feder 34. In den dargestellten Ausführungsformen wird der Zeitpunkt des Umstellens zwischen der Niedrigdruck-Einstellung und der Hochdruck-Einstellung elektrisch variabel mit einem AN/AUS-Signal für das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8 gesteuert. D. h. das elektromagnetisch betätigte Richtungs-Steuerventil 8 ist so eingerichtet, dass es einen Lastwiderstand gegen die Gleitbewegung des Steuerkolbens mit einer Änderung der Federspannung von Ventil-Feder 34, die durch Verschiebung des Schiebers 33 bewirkt wird, der vorhanden ist, um das untere Ende von Ventil-Feder 34 zu lagern, in Abhängigkeit von einem Druckpegel des Ableitdrucks steuert.
-
Des Weiteren ist bei den dargestellten Ausführungsformen der Verbindungsdurchlass (d. h. der erste Verbindungsdurchlass 35) des Steuerkolbens so eingerichtet, dass er vorübergehend geschlossenen wird, wenn eine Form des Strömungsweges für den Verbindungsdurchlass zwischen einem Öl-Einleitströmungsweg von dem Ableitabschnitt (beispielsweise dem Ableitanschluss 12) über den Verbindungsdurchlass zu der Steuerkammer (beispielsweise der ersten Steuer-Ölkammer 16) und einem Öl-Ableitströmungsweg von der Steuerkammer über den Verbindungsdurchlass zu einem Niedrigdruck-Abschnitt (beispielsweise dem Abflussdurchlass 37) umgestellt wird, so dass Umstellen zwischen dem Öl-Einleitströmungsweg und dem Öl-Ableitströmungsweg mit hoher Genauigkeit gewährleistet ist.
-
Des Weiteren wird bei der fünften (siehe 14A–14C), der sechsten (siehe 15A–15C), der achten (siehe 17A–17C) und der neunten (siehe 18A–18C) Ausführungsform der Ableitdruck an einem Teil des Innenraums ausgeübt, der in der gleitenden Hülse 60 ausgebildet und dem Druckaufnahmeabschnitt des Steuerkolbens zugewandt ist, während atmosphärischer Druck an dem anderen Teil des Innenraums ausgeübt wird, der von dem Druckaufnahmeabschnitt des Steuerkolbens weggewandt ist. Dadurch ist ungehinderte Gleitbewegung des Steuerkolbens beim Betrieb der Pumpe gewährleistet.
-
In 19A–19C sind verschiedene Strömungsdurchlass-Strukturen dargestellt, die sich voneinander hinsichtlich der Breitenabmessungen unterscheiden, bei der ersten Ausführungsform beispielsweise bezüglich der Öffnungsbreite des Öffnungsendes des ersten Verbindungsdurchlasses 35 in Bezug auf die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a (des zylindrischen Stegs). 19A zeigt die erste Strömungsdurchlass-Struktur, bei der die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35A des ersten Verbindungsdurchlasses 35 und die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a so bemessen bzw. eingerichtet sind, dass sie annähernd gleich sind. 19B zeigt die zweite Strömungsdurchlass-Struktur, bei der die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35A ersten Verbindungsdurchlasses 35 so bemessen ist, dass sie geringfügig kleiner ist als die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a. 19C zeigt die dritte Strömungsdurchlass-Struktur, bei der die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35A des ersten Verbindungsdurchlasses 35 so bemessen ist, dass sie geringfügig größer ist als die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a. Auf diese Weise ist es, indem die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 in Bezug auf die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a geändert wird, möglich, eine Hydraulikdruck-Zufuhr (d. h. eine Menge an Arbeitsöl) zu der Steuer-Ölkammer 16 für den gleichen Hub (d. h. die gleiche axiale Verschiebung) von Steuerkolben 32 beliebig zu steuern bzw. zu regulieren.
-
In 20A–20C sind verschiedene Strömungsdurchlass-Strukturen dargestellt, die sich voneinander hinsichtlich der Breitenabmessungen bezüglich der Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35 in Bezug auf die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a (des tonnenförmigen Stegs) unterscheiden. Die Form des ersten Stegs 32a in 20A–20C unterscheidet sich, wie zu sehen ist, von der in 19A–19C. Das heißt, der erste Steg 32a in 19A–19C ist ein zylindrischer Steg. Hingegen ist der erste Steg 32a in 20A–20C ein tonnenförmiger Steg. Beide axiale Enden des ersten Stegs 32a sind, wie in 20A–20C zu sehen ist, abgeschrägt (siehe zwei abgeschrägte Abschnitte 32g, 32h in 20A–20C). In 20A–20C sind diese abgeschrägten Abschnitte 32g, 32h vergrößert dargestellt. Beim Einsatz des tonnenförmigen Stegs (d. h. aufgrund des tonnenartigen Querschnitts) ist, selbst wenn die Breite (die axiale Länge) des ersten Stegs 32a so bemessen ist, dass sie geringfügig größer als die Öffnungsbreite des Öffnungsendes 35a des erstes Verbindungsdurchlasses 35, ein kleiner Zwischenraum zwischen der gekrümmten Außenumfangsfläche des ersten Stegs 32a und der Innenumfangs-Wandfläche von Bohrung 30a mit kleinem Durchmesser vorhanden, und so können drei Strömungsweg-Richtungen (d. h. der Strömungsdurchlass über den Öl-Einleitanschluss 29a, der Strömungsdurchlass über die Ringnut 32e und der Strömungsdurchlass über das Öffnungsende 35a des ersten Verbindungsdurchlasses 35) nicht vollständig gesperrt werden. Indem entweder der zylindrische oder der tonnenförmige Steg ausgewählt wird, kann die Beziehung zwischen einer Änderung der Strömungs-Durchlassfläche einer kleinen Öffnung, die durch den ersten Steg 32a gebildet wird und den Öl-Einleitanschluss 29a mit dem ersten Verbindungsdurchlass 35 verbindet, und einem Steuerkolben-Hub (einer axialen Verschiebung des Steuerkolbens) entsprechend geändert werden. Daher wird vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Spezifikation des Pumpenkörpers und/oder eines Arbeitsdrucks der Pumpe eine geeignete aus unterschiedlichen Stegformen (d. h. einem zylindrischen Steg und einem tonnenförmigen Steg) verwendet bzw. ausgewählt.
-
Aus dem Obenstehenden wird ersichtlich, dass, indem entweder ein zylindrischer oder ein tonnenförmiger Steg ausgewählt wird, und/oder indem die Öffnungsbreite des Öffnungsendes des Verbindungsdurchlasses in Bezug auf die Breite (die axiale Länge) des dazugehörigen Stegs geändert wird, eine Änderungsrate der Strömungs-Durchlassfläche der kleinem Öffnung, die durch den Steg gebildet wird, in Bezug auf einen Steuerkolben-Hub (axiale Verschiebung des Steuerkolben) entsprechend geändert werden kann. Das Prinzip der abgewandelten Strömungsdurchlass-Struktur in Bezug auf den Ventil-Steuerkolbensteg und das Prinzip des abgewandelten Querschnitts des Ventil-Steuerkolbenstegs, wie sie unter Bezugnahme auf 19A–19C sowie 20A–20C erläutert und in der ersten Ausführungsform beispielhaft veranschaulicht werden, können bei allen der dargestellten Ausführungsform angewendet werden.
-
Obwohl oben die bevorzugten Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung beschrieben werden, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die folgenden Patentansprüche definiert wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2008-524500 [0002, 0002, 0003]
- WO 2006/066405 (A1) [0002]